CN102637636A - 有机薄膜晶体管阵列基板及其制作方法和显示装置 - Google Patents

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CN102637636A CN2011102478207A CN201110247820A CN102637636A CN 102637636 A CN102637636 A CN 102637636A CN 2011102478207 A CN2011102478207 A CN 2011102478207A CN 201110247820 A CN201110247820 A CN 201110247820A CN 102637636 A CN102637636 A CN 102637636A
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Abstract

本发明提供一种有机薄膜晶体管阵列基板及其制作方法和显示装置，属于液晶显示领域。该有机薄膜晶体管阵列基板的制作方法，包括：通过第一次构图工艺在透明基板上形成包括源电极、漏电极、数据线和像素电极的图形；通过第二次构图工艺在经过所述第一次构图工艺的透明基板上形成包括有机半导体图案、栅绝缘层图案、栅电极和栅线的图形；在经过所述第二次构图工艺的透明基板上沉积钝化层，通过第三次构图形成包括数据线接口、栅线接口和像素接口的图形；通过第四次构图工艺在经过所述第三次构图工艺的透明基板上形成公共电极的图形。本发明的技术方案能够提高有机薄膜晶体管阵列基板的生产效率，降低生产成本。

Description

有机薄膜晶体管阵列基板及其制作方法和显示装置
技术领域
本发明涉及液晶显示领域，特别是指一种有机薄膜晶体管阵列基板及其制作方法和显示装置。
背景技术
有机薄膜晶体管(OTFT)是采用有机半导体为有源层的逻辑单元器件，具有适合大面积加工、适用于柔性基板、工艺成本低等优点，在平板显示、传感器、存储卡、射频识别标签等领域显现出应用前景。因此，有机薄膜晶体管的研究与开发在国际上受到广泛关注。
现有技术中一般采用构图工艺制作有机薄膜晶体管阵列基板，每次构图工艺均需要把掩模板图形转移到薄膜图形上，而每一层图形都需要精确的覆盖在另一层薄膜图形上。现在一般都是采用五次以上的构图工艺来制作有机薄膜晶体管阵列基板，这样用到的掩模板数量比较多，生产效率较低，生产成本较低。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种有机薄膜晶体管阵列基板及其制作方法和显示装置，能够提高有机薄膜晶体管阵列基板的生产效率，降低生产成本。
为解决上述技术问题，本发明的实施例提供技术方案如下：
一方面，提供一种有机薄膜晶体管阵列基板的制作方法，包括：
通过第一次构图工艺在透明基板上形成包括源电极、漏电极、数据线和像素电极的图形；
通过第二次构图工艺在经过所述第一次构图工艺的透明基板上形成包括有机半导体图案、栅绝缘层图案、栅电极和栅线的图形；
在经过所述第二次构图工艺的透明基板上沉积钝化层，通过第三次构图形成包括数据线接口、栅线接口和像素接口的图形；
通过第四次构图工艺在经过所述第三次构图工艺的透明基板上形成公共电极的图形。
优选地，所述通过第一次构图工艺在透明基板上形成包括源电极、漏电极、数据线和像素电极的图形包括：
在透明基板上依次沉积第一透明导电层、第一金属层和光刻胶，进行曝光显影工艺之后进行刻蚀，形成沟道，对所述光刻胶进行灰化工艺之后再进行刻蚀，形成包括由所述第一金属层构成的源电极、漏电极、数据线以及由第一透明导电层构成的像素电极的图形。
优选地，所述通过第二次构图工艺在经过所述第一次构图工艺的透明基板上形成包括有机半导体图案、栅绝缘层图案、栅电极和栅线的图形包括：
在经过所述第一次构图工艺的透明基板上沉积有机半导体层；
在上述透明基板上涂布栅绝缘层；
在上述透明基板上沉积第二金属层；
在上述透明基板上涂布光刻胶，进行曝光显影工艺之后进行刻蚀，形成包括由所述有机半导体层构成的有机半导体图案、由栅绝缘层构成的栅绝缘层图案、由所述第二金属层构成的栅电极和栅线的图形。
进一步地，所沉积的有机半导体层厚度为30-150nm。
优选地，所沉积的有机半导体层厚度为50nm。
进一步地，所沉积的有机半导体层为酞菁氧钒有机半导体层。
进一步地，所沉积的栅绝缘层在60～100℃前烘5-25min，100-180℃后烘5-25min，所述栅绝缘层的厚度为250-600nm。
优选地，所沉积的栅绝缘层在100℃前烘20min，130℃后烘20min，所述栅绝缘层的厚度为550nm。
进一步地，所沉积的栅绝缘层为聚乙烯苯酚绝缘层。
进一步地，所沉积的第二金属层为采用Mo。
本发明还提供一种有机薄膜晶体管阵列基板，包括：
透明基板；
分布在上述透明基板上的像素电极；
分布在上述透明基板上的源电极、漏电极和数据线；
分布在上述透明基板上的有机半导体图案；
分布在上述透明基板上的栅绝缘层图案；
分布在上述透明基板上的栅电极和栅线；
分布在上述透明基板上的钝化层以及由钝化层形成的数据线接口、栅线接口和像素接口；
分布在上述透明基板上的公共电极。
进一步地，所述有机半导体图案的厚度为30-150nm。
优选地，所述有机半导体图案的厚度为50nm。
进一步地，所述有机半导体图案为采用酞菁氧钒有机半导体。
进一步地，所述栅绝缘层的厚度为250-600nm。
优选地，所述栅绝缘层的厚度为550nm。
进一步地，所述栅绝缘层为聚乙烯苯酚绝缘层。
本发明还提供一种显示装置，包括上述的有机薄膜晶体管阵列基板。
本发明的实施例具有以下有益效果：
上述方案中，采用四次构图工艺制作有机薄膜晶体管阵列基板，通过将源漏电极、数据线与像素电极在一次构图工艺中实现，将有机半导体图案、栅电极、栅线与绝缘层图案在一次构图工艺中实现，简化了有机薄膜晶体管阵列基板的制作工艺，降低了制作成本，缩短了制作时间，提高了制作效率。
附图说明
图1为本发明实施例的有机薄膜晶体管阵列基板的制作方法的流程示意图；
图2为本发明实施例的有机薄膜晶体管阵列基板的结构示意图；
图3a为本发明实施例形成第一透明导电层与第一金属层后的截面示意图；
图3b为本发明实施例第一次构图工艺中通过半色调或灰色调掩模板曝光显影之后的OTFT阵列基板的截面示意图；
图3c为本发明实施例第一次构图工艺中第一次刻蚀之后的OTFT阵列基板的截面示意图；
图3d为本发明实施例第二次构图工艺中对光刻胶进行灰化后的OTFT阵列基板的截面示意图；
图3e为本发明实施例第一次构图工艺中第二次刻蚀之后的OTFT阵列基板的截面示意图；
图3f为本发明实施例第一次构图工艺中剥离光刻胶之后的OTFT阵列基板的截面示意图；
图3g为本发明实施例第一次构图工艺中剥离光刻胶之后的OTFT阵列基板的平面示意图；
图4a为本发明实施例制备了有机半导体层、绝缘层以及第二金属层之后的OTFT阵列基板的截面示意图；
图4b为本发明实施例第二次构图工艺中曝光显影之后的OTFT阵列基板的截面示意图；
图4c为本发明实施例第二次构图工艺中刻蚀之后的OTFT阵列基板的截面示意图；
图4d为本发明实施例第二次构图工艺之后的OTFT阵列基板的截面示意图；
图4e为本发明实施例第二次构图工艺之后的OTFT阵列基板的平面示意图；
图5为本发明实施例第三次构图工艺之后的OTFT阵列基板的截面示意图；
图6a为本发明实施例形成第二透明导电层之后的OTFT阵列基板的截面示意图；
图6b为本发明实施例第四次构图工艺中曝光显影之后的OTFT阵列基板的截面示意图；
图6c为本发明实施例第四次构图工艺中刻蚀之后的OTFT阵列基板的截面示意图；
图6d为本发明实施例第四次构图工艺中光刻胶剥离之后的OTFT阵列基板的截面示意图；
图6e为本发明实施例第四次构图工艺中光刻胶剥离之后的OTFT阵列基板的平面示意图。
具体实施方式
为使本发明的实施例要解决的技术问题、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图及具体实施例进行详细描述。
实施例一
本发明的实施例针对现有技术中在制作有机薄膜晶体管阵列基板时，用到的掩模板数量比较多，生产效率较低，生产成本较低的问题，提供一种有机薄膜晶体管阵列基板的制作方法，能够提高有机薄膜晶体管阵列基板的生产效率，降低生产成本。
图1为本发明实施例的有机薄膜晶体管阵列基板的制作方法的流程示意图，如图1所示，本实施例包括：
步骤101：通过第一次构图工艺在透明基板上形成包括源电极、漏电极、数据线和像素电极的图形；
步骤102：通过第二次构图工艺在经过第一次构图工艺的透明基板上形成包括有机半导体图案、栅绝缘层图案、栅电极和栅线的图形；
其中，有机半导体图案即有源层的图案；
步骤103：在经过第二次构图工艺的透明基板上沉积钝化层，通过第三次构图形成包括数据线接口、栅线接口和像素接口的图形；
步骤104：通过第四次构图工艺在经过第三次构图工艺的透明基板上形成公共电极的图形。
本发明的有机薄膜晶体管阵列基板的制作方法，采用四次构图工艺制作有机薄膜晶体管阵列基板，通过将源漏电极、数据线与像素电极在一次构图工艺中实现，将有机半导体图案、栅电极、栅线与绝缘层图案在一次构图工艺中实现，简化了有机薄膜晶体管阵列基板的制作工艺，降低了制作成本，缩短了制作时间，提高了制作效率。
下面结合附图对本发明的有机薄膜晶体管阵列基板的制造方法进行进一步介绍，本实施例包括以下步骤：
步骤1，首先在透明基板1上利用溅射的方法先沉积一层透明导电薄膜2，透明导电薄膜2即第一透明导电层，然后在透明导电薄膜2上形成源漏金属薄膜3，源漏金属薄膜3即第一金属层，图3a为在透明基板1上形成透明导电薄膜2与源漏金属薄膜3后的截面示意图。接着再涂布一层光刻胶8，采用半色调或者灰色调掩模板对光刻胶8进行曝光显影，如图3b所示为本发明实施例第一次构图工艺中通过半色调或灰色调掩模板曝光显影之后的OTFT阵列基板的截面示意图。在图3b中，区域A为光刻胶去除区域，区域C为光刻胶部分保留区域，区域B为光刻胶完全保留区域。光刻胶完全保留区域对应于形成源电极，漏电极以及数据线的图形区域，光刻胶部分保留区域对应于形成像素电极图形区域，光刻胶完全去除区域对应于光刻胶完全保留区域与光刻胶部分保留区域之外的区域，用于形成沟道区域。对于图3b所示的OTFT阵列基板进行第一次刻蚀，刻蚀掉光刻胶完全去除区域的透明导电薄膜与源漏电极金属层薄膜。图3c所示为本发明实施例第一次构图工艺中第一次刻蚀之后的OTFT阵列基板的截面示意图。接着对图3c所示的OTFT阵列基板上的光刻胶进行灰化，光刻胶部分保留区域的光刻胶被去除掉。如图3d所示为本发明实施例第一次构图工艺中对光刻胶进行灰化后的OTFT阵列基板的截面示意图。然后对图3d所示的OTFT阵列基板进行第二次刻蚀，刻蚀掉光刻胶部分保留区域的源漏金属层薄膜，得到像素电极图形，如图3e所示为本发明实施例第一次构图工艺中第二次刻蚀之后的OTFT阵列基板的截面示意图，在第二次刻蚀之后形成源电极3a和漏电极3b。剥离掉光刻胶后得到如图3f所示的本发明实施例第一次构图工艺中剥离光刻胶之后的OTFT阵列基板的截面示意图，图3g所示本发明实施例第一次构图工艺中剥离光刻胶之后的OTFT阵列基板的平面图；
步骤2，在完成步骤1的基础上，沉积有机半导体薄膜4。沉积有机半导体薄膜4的方法，可以为利用真空蒸发的方式，或其他方式。有机半导体层的材料可以为酞菁氧钒有机半导体。本实施例中提及的有机半导体层的厚度为30-150nm，优选为50nm。当厚度为50nm时，有机半导体层形成的有机半导体图案(有源层)具有更好的载流子迁移率，可以实现更好的显示效果。接着利用旋涂的方式制备栅绝缘层薄膜5，栅绝缘层薄膜5的材料可以是聚乙烯苯酚(PVP)等，并且制备栅绝缘层薄膜5的方式可以采用旋涂之外的本领域的其他常规方式。本实施例中提及的栅绝缘层，在60～100℃前烘5-25min，100-180℃后烘5-25min，栅绝缘层的厚度为250-600nm。优选地，在100℃前烘20min，130℃后烘20min后栅绝缘层薄膜的厚度为550nm；此时形成的栅绝缘层薄膜能够兼顾绝缘效果与膜层厚度，具有更好的技术效果。随后利用溅射的方法沉积Mo金属薄膜6作为栅极金属薄膜，即第二金属层。图4a为本发明实施例制备了有机半导体层、栅绝缘层以及栅电极薄膜后的截面示意图。旋涂一层光刻胶8，对光刻胶8进行曝光显影，如图4b所示为本发明实施例第二次构图工艺中曝光显影之后的OTFT阵列基板的截面示意图。对于图4b所示的OTFT阵列基板进行刻蚀，刻蚀掉光刻胶完全去除区域的栅电极金属层薄膜，绝缘层薄膜以及有机半导体层薄膜。图4c所示为本发明实施例第二次构图工艺中刻蚀之后的OTFT阵列基板的截面示意图。接着对图4c所示的OTFT阵列基板上的光刻胶进行剥离，得到如图4d所示的本发明实施例第二次构图工艺之后的OTFT阵列基板的截面示意图。图4e所示为本发明实施例第二次构图工艺之后的OTFT阵列基板的平面图；
步骤3，在完成步骤2的透明基板上沉积一层钝化层薄膜，即钝化层，在沉积完钝化层薄膜之后，通过第三次构图工艺将数据线PAD区域与栅线PAD区域以及部分漏电极区域的钝化层完全去除掉，暴露出数据线PAD区域与栅线PAD区域，形成钝化层的图形7。如图5所示为本发明实施例第三次构图工艺之后的OTFT阵列基板的截面示意图；
步骤4，在完成步骤3的透明基板上沉积一层透明导电薄膜9，即第二透明导电层，如图6a所示为本发明实施例形成透明导电薄膜后的截面示意图。接着旋涂光刻胶8，对光刻胶进行曝光显影，图6b所示为本发明实施例第四次构图工艺中曝光显影之后的OTFT阵列基板的截面示意图。刻蚀掉光刻胶完全去除区域的透明导电薄膜，如图6c所示为本发明实施例第四次构图工艺中刻蚀之后的OTFT阵列基板的截面示意图。然后对图6c所示的OTFT阵列基板进行光刻胶剥离，得到如图6d所示的本发明实施例第四次构图工艺中光刻胶剥离之后的OTFT阵列基板的截面示意图。图6e所示为本发明实施例第四次构图工艺中光刻胶剥离之后的OTFT阵列基板的平面图。
本发明采用四次构图工艺制作出的有机薄膜晶体管阵列基板，包括栅线和数据线，栅线与数据线限定的像素区域内形成像素电极与有机薄膜晶体管，本发明的有机薄膜晶体管阵列基板为顶栅底接触构型，源电极、漏电极以及像素电极在绝缘衬底上，有机半导体层在源漏电极上，绝缘层在有机半导体层上，栅电极在绝缘层之上，钝化层在栅电极之上，最后公共电极在钝化层上。在制作过程中，通过将源漏电极、数据线与像素电极在一次构图工艺中实现，将有机半导体图案、栅电极、栅线与绝缘层图案在一次构图工艺中实现，简化了有机薄膜晶体管阵列基板的制作工艺，降低了制作成本，缩短了制作时间，提高了制作效率。
实施例二
本发明实施例提供一种有机薄膜晶体管阵列基板，该阵列基板采用实施例一所述的四次构图工艺制作。
图2为本发明实施例的有机薄膜晶体管阵列基板的结构示意图，如图2所示，本实施例包括：
透明基板21；
分布在透明基板21上的由第一透明导电层构成的像素电极22；
分布在透明基板21上的由第一金属层构成的源电极23b、漏电极23a和数据线；
分布在透明基板21上的由有机半导体层构成的有机半导体图案24；
分布在透明基板21上的由栅绝缘层构成的栅绝缘层图案25；
分布在透明基板21上的由第二金属层构成的栅电极26和栅线；
分布在透明基板21上的钝化层27，以及由钝化层形成的数据线接口、栅线接口和像素接口；
分布在透明基板21上的由第二透明导电层构成的公共电极28。
进一步地，有机半导体层的厚度为30-150nm。
优选地，有机半导体层厚度为50nm。此时，有机半导体层形成的有机半导体图案(有源层)具有更好的载流子迁移率，可以实现更好的显示效果。
进一步地，有机半导体层可以为酞菁氧钒有机半导体层。
进一步地，栅绝缘层的厚度为250-600nm。优选地，栅绝缘层的厚度为550nm；此时的栅绝缘层薄膜能够兼顾绝缘效果与膜层厚度，具有更好的技术效果。
进一步地，栅绝缘层为聚乙烯苯酚绝缘层。
本发明的有机薄膜晶体管阵列基板，是采用四次构图工艺来制作的，在制作过程中，通过将源漏电极、数据线与像素电极在一次构图工艺中实现，将有机半导体图案、栅电极、栅线与绝缘层图案在一次构图工艺中实现，简化了有机薄膜晶体管阵列基板的制作工艺，降低了制作成本，缩短了制作时间，提高了制作效率。
本发明还提供一种显示装置，包括上述的有机薄膜晶体管阵列基板。所述显示装置包括液晶面板、液晶电视、液晶显示器件、数码相框、电子纸、手机等。
以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明所述原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (18)

1.一种有机薄膜晶体管阵列基板的制作方法，其特征在于，包括：
通过第一次构图工艺在透明基板上形成包括源电极、漏电极、数据线和像素电极的图形；
通过第二次构图工艺在经过所述第一次构图工艺的透明基板上形成包括有机半导体图案、栅绝缘层图案、栅电极和栅线的图形；
在经过所述第二次构图工艺的透明基板上沉积钝化层，通过第三次构图形成包括数据线接口、栅线接口和像素接口的图形；
通过第四次构图工艺在经过所述第三次构图工艺的透明基板上形成公共电极的图形。
2.根据权利要求1所述的有机薄膜晶体管阵列基板的制作方法，其特征在于，所述通过第一次构图工艺在透明基板上形成包括源电极、漏电极、数据线和像素电极的图形包括：
在透明基板上依次沉积第一透明导电层、第一金属层和光刻胶，进行曝光显影工艺之后进行刻蚀，形成沟道，对所述光刻胶进行灰化工艺之后再进行刻蚀，形成包括由所述第一金属层构成的源电极、漏电极、数据线以及由第一透明导电层构成的像素电极的图形。
3.根据权利要求1所述的有机薄膜晶体管阵列基板的制作方法，其特征在于，所述通过第二次构图工艺在经过所述第一次构图工艺的透明基板上形成包括有机半导体图案、栅绝缘层图案、栅电极和栅线的图形包括：
在经过所述第一次构图工艺的透明基板上沉积有机半导体层；
在上述透明基板上涂布栅绝缘层；
在上述透明基板上沉积第二金属层；
在上述透明基板上涂布光刻胶，进行曝光显影工艺之后进行刻蚀，形成包括由所述有机半导体层构成的有机半导体图案、由栅绝缘层构成的栅绝缘层图案、由所述第二金属层构成的栅电极和栅线的图形。
4.根据权利要求3所述的有机薄膜晶体管阵列基板的制作方法，其特征在于，所沉积的有机半导体层厚度为30-150nm。
5.根据权利要求4所述的有机薄膜晶体管阵列基板的制作方法，其特征在于，所沉积的有机半导体层厚度为50nm。
6.根据权利要求3所述的有机薄膜晶体管阵列基板的制作方法，其特征在于，所沉积的有机半导体层为酞菁氧钒有机半导体层。
7.根据权利要求3所述的有机薄膜晶体管阵列基板的制作方法，其特征在于，
所沉积的栅绝缘层在60～100℃前烘5-25min，100-180℃后烘5-25min，所述栅绝缘层的厚度为250-600nm。
8.根据权利要求7所述的有机薄膜晶体管阵列基板的制作方法，其特征在于，
所沉积的栅绝缘层在100℃前烘20min，130℃后烘20min，所述栅绝缘层的厚度为550nm。
9.根据权利要求3所述的有机薄膜晶体管阵列基板的制作方法，其特征在于，
所沉积的栅绝缘层为聚乙烯苯酚绝缘层。
10.根据权利要求3所述的有机薄膜晶体管阵列基板的制作方法，其特征在于，所沉积的第二金属层为采用Mo。
11.一种有机薄膜晶体管阵列基板，其特征在于，包括：
透明基板；
分布在上述透明基板上的像素电极；
分布在上述透明基板上的源电极、漏电极和数据线；
分布在上述透明基板上的有机半导体图案；
分布在上述透明基板上的栅绝缘层图案；
分布在上述透明基板上的栅电极和栅线；
分布在上述透明基板上的钝化层以及由钝化层形成的数据线接口、栅线接口和像素接口；
分布在上述透明基板上的公共电极。
12.根据权利要求11所述的有机薄膜晶体管阵列基板，其特征在于，所述有机半导体图案的厚度为30-150nm。
13.根据权利要求12所述的有机薄膜晶体管阵列基板，其特征在于，所述有机半导体图案的厚度为50nm。
14.根据权利要求11所述的有机薄膜晶体管阵列基板，其特征在于，所述有机半导体图案为采用酞菁氧钒有机半导体。
15.根据权利要求11所述的有机薄膜晶体管阵列基板，其特征在于，所述栅绝缘层的厚度为250-600nm。
16.根据权利要求15所述的有机薄膜晶体管阵列基板，其特征在于，所述栅绝缘层的厚度为550nm。
17.根据权利要求11所述的有机薄膜晶体管阵列基板，其特征在于，所述栅绝缘层为聚乙烯苯酚绝缘层。
18.一种显示装置，其特征在于，包括权利要求11～17任一项所述的有机薄膜晶体管阵列基板。
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