CN102646792A - 有机薄膜晶体管阵列基板及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明实施例公开了一种有机薄膜晶体管阵列基板及其制备方法，涉及液晶显示技术领域，用于提高有机薄膜晶体管阵列基板的制备效率。本发明中，通过一次构图工艺在绝缘基板上形成像素电极的图形层、以及位于像素电极的图形层之上的源电极与数据线的图形层和漏电极的图形层；通过一次构图工艺形成覆盖在源电极与数据线的图形层和漏电极的图形层上的有机半导体层、以及覆盖在有机半导体层上的栅绝缘层；通过一次构图工艺在形成有栅绝缘层的绝缘基板上形成钝化层；通过一次构图工艺形成位于钝化层之上的栅电极与栅线的图形层。采用本发明，提高了有机薄膜晶体管阵列基板的制备效率。
Description
技术领域
本发明涉及液晶显示技术领域，尤其涉及一种有机薄膜晶体管阵列基板及其制备方法。
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。
有机薄膜晶体管阵列基板包括源电极、漏电极、数据线、像素电极、栅电极和栅线、有机半导体层、栅绝缘层、钝化层等。
在制备有机薄膜晶体管阵列基板的过程中，需要形成源电极和数据线的图形层、漏电极的图形层、像素电极的图形层、栅电极和栅线的图形层、有机半导体层、栅绝缘层和钝化层。每一层的形成都需要经过一次构图工艺，构图工艺中则需要使用到掩模板。例如，在形成源电极和数据线的图形层时，首先在阵列基板上沉积一层金属薄膜，在金属薄膜上旋涂一层光刻胶，然后使用掩模板对光刻胶进行曝光和显影，再对阵列基板进行刻蚀，以刻蚀掉光刻胶去除区域的金属薄膜，最后将剩余的光刻胶进行剥离。至此，通过曝光显影、刻蚀、剥离等操作，在阵列基板上形成了源电极和数据线的图形层。其他图形层的形成过程均类似。
现有技术中，有机薄膜晶体管阵列基板上的每一层的形成都需要经过一次构图工艺，由于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，因此在有机薄膜晶体管阵列基板的制作过程中，所用到的掩模板数量较多，使得生产效率较低，导致生产成本较高。
发明内容
本发明实施例提供一种有机薄膜晶体管阵列基板及其制备方法，用于提高有机薄膜晶体管阵列基板的制备效率。
一种有机薄膜晶体管OTFT阵列基板制造方法，该方法包括：
通过一次构图工艺在绝缘基板上形成像素电极的图形层、以及位于像素电极的图形层之上的源电极与数据线的图形层和漏电极的图形层；
通过一次构图工艺形成覆盖在源电极与数据线的图形层和漏电极的图形层上的有机半导体层、以及覆盖在有机半导体层上的栅绝缘层；
通过一次构图工艺在形成有栅绝缘层的绝缘基板上形成钝化层；
通过一次构图工艺形成位于钝化层之上的栅电极与栅线的图形层。
一种按照上述的方法制备的有机薄膜晶体管OTFT阵列基板，该OTFT阵列基板上的栅线和数据线限定的像素区域内形成有像素电极的图形层和OTFT，所述OTFT包括位于像素电极的图形层之上的源电极与数据线的图形层和漏电极的图形层、覆盖在源电极与数据线的图形层和漏电极的图形层上的有机半导体层、覆盖在有机半导体层上的栅绝缘层、覆盖在栅绝缘层和像素电极的图形层上的钝化层、以及位于钝化层之上的栅电极与栅线的图形层。
一种有机薄膜晶体管OTFT阵列基板制造方法，该方法包括：
通过一次构图工艺在绝缘基板上形成源电极与数据线的图形层和漏电极的图形层；
通过一次构图工艺形成覆盖在源电极与数据线的图形层和漏电极的图形层上的有机半导体层、覆盖在有机半导体层上的栅绝缘层、以及覆盖在栅绝缘层上的栅电极与栅线的图形层；
通过一次构图工艺在形成有栅电极与栅线的图形层的绝缘基板上，形成钝化层；
通过一次构图工艺形成覆盖在钝化层上的像素电极的图形层。
一种按照上述方法制备的有机薄膜晶体管OTFT阵列基板，该OTFT阵列基板上的栅线和数据线限定的像素区域内形成有像素电极的图形层和OTFT，所述OTFT包括在绝缘基板上的源电极与数据线的图形层和漏电极的图形层、覆盖在源电极与数据线的图形层和漏电极的图形层上的有机半导体层、覆盖在有机半导体层上的栅绝缘层、覆盖在栅绝缘层上的栅电极与栅线的图形层、以及覆盖在漏电极的图形层上的钝化层，所述像素电极的图形层覆盖在该钝化层上。
本发明中，采用四次构图工艺制备有机薄膜晶体管阵列基板，简化了制作工艺，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1a为本发明实施例一提供的方法流程示意图；
图1b为本发明实施例一的具体实现流程示意图；
图2a为本发明实施例一中形成透明导电薄膜与金属薄膜后的截面图；
图2b为本发明实施例一中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的截面图；
图2c为本发明实施例一中第一次构图工艺中第一次刻蚀之后的OTFT的截面图；
图2d为本发明实施例一中第二次构图工艺中对光刻胶进行灰化后的OTFT的截面图；
图2e为本发明实施例一中第一次构图工艺中第二次刻蚀之后的OTFT的截面图；
图2f为本发明实施例一中第一次构图工艺中剥离掉光刻胶之后的OTFT的界面图；
图2g为本发明实施例一中第一次构图工艺中剥离掉光刻胶之后的OTFT的平面图；
图3a为本发明实施例一中制备了有机半导体层、栅绝缘层薄膜后的截面图；
图3b为本发明实施例一中第二次构图工艺掩模板曝光显影之后的OTFT的截面图；
图3c为本发明实施例一中第二次构图工艺刻蚀之后的OTFT的截面图；
图3d为本发明实施例一中图3c在A-A向的截面图；
图4为本发明实施例一中第三次构图工艺之后的OTFT的截面图；
图5a为本发明实施例一中第四次构图工艺之后的OTFT的截面图；
图5b为本发明实施例一中第四次构图工艺之后的OTFT的平面图；
图6a为本发明实施例二提供的方法流程示意图；
图6b为本发明实施例二的具体实现流程示意图；
图7a为本发明实施例二中第一构图工艺后的平面图；
图7b为本发明实施例二中图7a在A-A向的截面图；
图8a为本发明实施例二中制备了有机半导体层、栅绝缘层以及栅电极薄膜后的截面图；
图8b为本发明实施例二中第二次构图工艺中曝光显影之后的OTFT的截面图；
图8c为本发明实施例二中第二次构图工艺中刻蚀之后的OTFT的截面图；
图8d为本发明实施例二中第二次构图工艺中对光刻胶进行剥离后的OTFT的截面图；
图8e为本发明实施例二中第二次构图工艺后的OTFT的平面图；
图9为本发明实施例二中第三次构图工艺之后的OTFT的截面图；
图10a为本发明实施例二中第四次构图工艺之后的OTFT的截面图；
图10b为本发明实施例二中第四次构图工艺之后的OTFT的平面图。
具体实施方式
为了提高有机薄膜晶体管阵列基板的制备效率，本发明实施例提供两种有机薄膜晶体管阵列基板制造方法及其相应的有机薄膜晶体管阵列基板，本发明通过四次构图工艺，完成阵列基板的制备。
实施例一：
参见图1a，本发明实施例提供的有机薄膜晶体管阵列基板制造方法，该方法包括：
步骤101：通过一次构图工艺在绝缘基板上形成像素电极的图形层、以及位于像素电极的图形层之上的源电极与数据线的图形层和漏电极的图形层；
步骤102：通过一次构图工艺形成覆盖在源电极与数据线的图形层和漏电极的图形层上的有机半导体层、以及覆盖在有机半导体层上的栅绝缘层；
步骤103：通过一次构图工艺在形成有栅绝缘层的绝缘基板上形成钝化层；
步骤104：通过一次构图工艺形成位于钝化层之上的栅电极与栅线的图形层。
步骤101中，通过一次构图工艺在绝缘基板上形成像素电极的图形层、以及位于像素电极的图形层之上的源电极与数据线的图形层和漏电极的图形层，其具体实现如下：
在绝缘基板上沉积透明导电薄膜，在透明导电薄膜上形成金属薄膜；
在金属薄膜上旋涂光刻胶，使用掩模板对光刻胶进行曝光显影，得到光刻胶去除区域、光刻胶部分保留区域和光刻胶完全保留区域；所述掩模板可以为半色调掩模板或灰色调掩模板等；这里，可以有两个光刻胶完全保留区域，一个光刻胶完全保留区域对应源电极与数据线的图形层，另一个光刻胶完全保留区域对应漏电极的图形层。两个光刻胶完全保留区域之间留有沟道区域。光刻胶部分保留区域位于对应漏电极的图形层的光刻胶完全保留区域的一侧，并与该光刻胶完全保留区域相连。
对绝缘基板进行刻蚀，以刻蚀掉光刻胶完全去除区域的透明导电薄膜与金属薄膜；
对绝缘基板上的光刻胶进行灰化，以去除光刻胶部分保留区域的光刻胶；
对绝缘基板进行刻蚀，以刻蚀掉光刻胶部分保留区域的金属薄膜，得到像素电极的图形层；
将光刻胶完全保留区域的光刻胶进行剥离，得到源电极与数据线的图形层和漏电极的图形层。
步骤102中，通过一次构图工艺形成覆盖在源电极与数据线的图形层和漏电极的图形层上的有机半导体层、以及覆盖在有机半导体层上的栅绝缘层，其具体实现如下：
在形成有源电极与数据线的图形层、漏电极的图形层和像素电极的图形层的绝缘基板上形成机半导体层薄膜；在形成有源电极与数据线的图形层、漏电极的图形层、像素电极的图形层和机半导体层薄膜的绝缘基板上形成栅绝缘层薄膜；
在栅绝缘层薄膜上旋涂光刻胶，使用掩模板对光刻胶进行曝光显影，得到光刻胶去除区域和光刻胶完全保留区域，光刻胶完全保留区域与源电极与数据线的图形层、漏电极的图形层相对；
对绝缘基板进行刻蚀，以刻蚀掉光刻胶完全去除区域的栅绝缘层薄膜和有机半导体层薄膜；
将光刻胶完全保留区域的光刻胶进行剥离，得到有机半导体层和栅绝缘层的图形层。
较佳的，在形成栅绝缘层薄膜之后、并且在栅绝缘层薄膜上旋涂光刻胶之前，可以在第一设定温度下将绝缘基板烘干设定时间，在第二设定温度下将绝缘基板烘干设定时间，第二设定温度大于第一设定温度。例如，第一设定温度小于100摄氏度，第二设定温度大于130摄氏度。
步骤103中，通过一次构图工艺在形成有栅绝缘层的绝缘基板上形成钝化层，其具体实现如下：
在形成有栅绝缘层的绝缘基板上形成钝化层薄膜；
在钝化层薄膜上旋涂光刻胶，使用掩模板对光刻胶进行曝光显影，得到光刻胶完全去除区域和光刻胶完全保留区域，光刻胶完全去除区域位于数据线PAD区域和像素区域，或者光刻胶完全去除区域位于数据线PAD区域；
对绝缘基板进行刻蚀，以刻蚀掉光刻胶完全去除区域的钝化层薄膜；
将光刻胶完全保留区域的光刻胶进行剥离，得到钝化层。
步骤104中，通过一次构图工艺形成位于钝化层之上的栅电极与栅线的图形层，其具体实现如下：
在形成有钝化层的绝缘基板上形成栅极金属薄膜；
在栅极金属薄膜上旋涂光刻胶，使用掩模板对光刻胶进行曝光显影，得到光刻胶完全去除区域和光刻胶完全保留区域，光刻胶完全保留区域与源电极与数据线的图形层、漏电极的图形层相对；
对绝缘基板进行刻蚀，以刻蚀掉光刻胶完全去除区域的钝化层薄膜；
将光刻胶完全保留区域的光刻胶进行剥离，得到栅电极与栅线的图形层。
如图5a所示，本发明实施例提供一种按照上述方法制备的有机薄膜晶体管OTFT阵列基板，该OTFT阵列基板上的栅线和数据线限定的像素区域内形成有像素电极的图形层3和OTFT，所述OTFT包括位于像素电极的图形层3之上的源电极与数据线的图形层2a和漏电极的图形层2b、覆盖在源电极与数据线的图形层2a和漏电极的图形层2b上的有机半导体层4、覆盖在有机半导体层4上的栅绝缘层5、覆盖在栅绝缘层5和像素电极的图形层3上的钝化层6、以及位于钝化层6之上的栅电极与栅线的图形层7。
本实施例中，有机半导体层的材料为：并五苯、并四苯、酞菁铜、酞菁氧钒、氟代酞菁铜、聚(3-己基噻吩)中的一种。
所述栅电极与栅线的图形层的材料为：金(Au)、银(Ag)、铜(Cu)、钼(Mo)、铝(Al)、镉(Gr)、Au浆、Ag浆、Cu浆、聚(3，4-乙撑二氧噻吩)/聚苯乙烯磺酸盐(PEDOT/PSS)中的一种。
栅绝缘层的材料为：五氧化二钽(Ta2O5)、二氧化钛(TiO2)、二氧化锆(ZrO2)、三氧化二铝(Al2O3)、氮化硅(SiNX)、氧化硅(SiO2)、聚甲基丙烯酸甲酯、聚酰亚胺、聚乙烯醇、聚乙烯苯酚、聚氨酯、酚醛树脂、聚偏氟乙烯中的任意一种或两种。
源电极与数据线的图形层和漏电极的图形层的材料为：Au、Ag、Cu、Mo、Gr、Al、Au浆、Ag浆、Cu浆、PEDOT/PSS中的一种。
绝缘基板的材料为：玻璃或塑料。
有机半导体层薄膜形成的方法包括热沉积，旋涂，打印等。
栅电极薄膜形成的方式包括溅射、电子束蒸发、热沉积、喷墨印刷、丝网印刷、凹版印刷、纳米压印以及微接触印刷中的任一种。
源漏电极薄膜形成的方法包括溅射、电子束蒸发、热沉积、喷墨印刷、丝网印刷、凹版印刷、纳米压印以及微接触印刷中的任一种。
本实施例的目的在于提供一种有机薄膜晶体管阵列基板及其制作方法，采用四次构图工艺，使得源电极与数据线的图形层和像素电极的图形层、有机半导体层与栅绝缘层在一次构图中实现，降低了制作成本，提高了制作效率。
为了实现上述目的，本实施例提供了一种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，所述有机薄膜晶体管为顶栅底接触构型，源电极与数据线的图形层、漏电极的图形层以及像素电极的图形层在绝缘衬底上，有机半导体层在源电极与数据线的图形层和漏电极的图形层上，栅绝缘层在有机半导体层上，钝化层在栅绝缘层上，最后栅电极在钝化层上。
参见图1b，实施例一的具体实现方法如下：
步骤111、在绝缘基板上先沉积一层透明导电薄膜，然后在沉积一层金属薄膜，通过第一次构图工艺形成源电极与数据线的图形层、漏电极的图形层、以及像素电极的图形层；
步骤112、在完成步骤111的绝缘基板上制备有机半导体层、栅绝缘层，通过第二次构图工艺形成有机半导体层、栅绝缘层；
步骤113、在完成步骤112的绝缘基板上制备钝化层，通过第三次构图工艺形成栅线接口区域、数据线接口区域以及像素过孔；
步骤114、在完成步骤113的绝缘基板上沉积栅极金属薄膜，通过第四次构图工艺形成栅电极与栅线的图形层。
具体的，步骤111中，首先在玻璃基板1上利用溅射的方法沉积一层透明导电薄膜2，然后在透明导电薄膜上形成金属薄膜3，图2a为本实施例形成透明导电薄膜与金属薄膜后的截面图。接着旋涂一层光刻胶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2b所示为本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的截面图。在图2b中，区域A为光刻胶去除区域，区域B为光刻胶部分保留区域，区域C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与数据线，漏电极的图形区域，光刻胶部分保留区域对应于形成像素电极的图形区域，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2b所示的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金属薄膜。图2c所示为本实施例第一次构图工艺中第一次刻蚀之后的OTFT的截面图。接着对图2c所示的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2d所示为本实施例第二次构图工艺中对光刻胶进行灰化后的OTFT的截面图。然后对图2d所示的阵列基板进行第二次刻蚀，刻蚀掉光刻胶部分保留区域的金属薄膜，得到像素电极的图形层，如图2e所示为本实施例第一次构图工艺中第二次刻蚀之后的OTFT的截面图。剥离掉光刻胶后，得到源电极与数据线的图形层2a、漏电极的图形层2b、像素电极的图形层3，如图2f所示为本实施例第一次构图工艺中剥离掉光刻胶之后的OTFT的界面图。图2g所示为本实施例第一次构图工艺中剥离掉光刻胶之后的OTFT的平面图。
步骤112中，在完成步骤111的玻璃基板上，利用真空蒸发的方式制备酞菁氧钒有机半导体层薄膜4，薄膜厚度为50nm；接着利用旋涂的方式制备聚乙烯苯酚(PVP)栅绝缘层薄膜5，并在小于100℃的温度下烘干20分钟，大于130℃的温度下烘干20分钟，薄膜厚度为550nm。图3a为本实施例制备了有机半导体层、栅绝缘层薄膜后的截面图。然后，旋涂一层光刻胶8，利用掩模板对光刻胶8进行曝光显影，如图3b所示为本实施例第二次构图工艺掩模板曝光显影之后的OTFT的截面图。在图3b中，区域A为光刻胶完全保留区域，区域B为光刻胶去除区域。光刻胶完全保留区域对应于形成有机半导体与栅绝缘层的图形区域。对于图3b所示的玻璃基板进行刻蚀，刻蚀掉光刻胶完全去除区域的绝缘层薄膜与有机半导体层薄膜。图3c所示为本实施例第二次构图工艺刻蚀之后的OTFT的截面图，图3d所示为本实施例第二次构图工艺刻蚀之后的OTFT的平面图。
步骤113中，在完成步骤112的玻璃基板上沉积一层钝化层薄膜，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区域与像素区域的钝化层完全去除掉，暴露出数据线PAD区域与像素区域(或者是像素区域的钝化层不刻蚀)的金属层，形成钝化层的图形6。如图4所示为本实施例第三次构图工艺之后的OTFT的截面图。
步骤114中，在完成步骤113的基板上沉积栅极金属薄膜，在沉积完栅极金属薄膜之后，通过第四次构图工艺形成栅电极与栅线的图形层7。如图5a所示为本实施例第四次构图工艺之后的OTFT的截面图，图5b所示为对应的平面图。
本实施例采用四次构图工艺，通过将源电极与数据线的图形层和像素电极的图形层在一次构图中形成、有机半导体层与栅绝缘层在一次构图中形成，简化了制作工艺，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：
参见图6a，本发明实施例提供另一种有机薄膜晶体管阵列基板制造方法，该方法包括：
步骤601：通过一次构图工艺在绝缘基板上形成源电极与数据线的图形层和漏电极的图形层；
步骤602：通过一次构图工艺形成覆盖在源电极与数据线的图形层和漏电极的图形层上的有机半导体层、覆盖在有机半导体层上的栅绝缘层、以及覆盖在栅绝缘层上的栅电极与栅线的图形层；
步骤603：通过一次构图工艺在形成有栅电极与栅线的图形层的绝缘基板上，形成钝化层；
步骤604：通过一次构图工艺形成覆盖在钝化层上的像素电极的图形层。
步骤601中，通过一次构图工艺在绝缘基板上形成源电极与数据线的图形层和漏电极的图形层，其具体实现如下：
在绝缘基板上沉积金属薄膜；
在金属薄膜上旋涂光刻胶，使用掩模板对光刻胶进行曝光显影，得到光刻胶完全去除区域和光刻胶完全保留区域；这里，可以有两个光刻胶完全保留区域，一个光刻胶完全保留区域对应源电极与数据线的图形层，另一个光刻胶完全保留区域对应漏电极的图形层。两个光刻胶完全保留区域之间留有沟道区域。
对绝缘基板进行刻蚀，以刻蚀掉光刻胶完全去除区域的金属薄膜；
将光刻胶完全保留区域的光刻胶进行剥离，得到源电极与数据线的图形层和漏电极的图形层。
步骤602中，通过一次构图工艺形成覆盖在源电极与数据线的图形层和漏电极的图形层上的有机半导体层、覆盖在有机半导体层上的栅绝缘层、以及覆盖在栅绝缘层上的栅电极与栅线的图形层，其具体实现如下：
在形成有源电极与数据线的图形层和漏电极的图形层的绝缘基板上形成有机半导体层薄膜，在形成有源电极与数据线的图形层、漏电极的图形层和有机半导体层薄膜的绝缘基板上形成栅绝缘层薄膜，在形成有源电极与数据线的图形层、漏电极的图形层和有机半导体层薄膜、栅绝缘层薄膜的绝缘基板上形成栅极金属薄膜；
在栅极金属薄膜上旋涂光刻胶，对光刻胶进行曝光显影，得到光刻胶完全去除区域和光刻胶完全保留区域；光刻胶完全保留区域与源电极与数据线的图形层、漏电极的图形层相对；
对绝缘基板进行刻蚀，以刻蚀掉光刻胶完全去除区域的栅极金属薄膜、栅绝缘层薄膜以及有机半导体层薄膜；
将光刻胶完全保留区域的光刻胶进行剥离，得到有机半导体层的图形层、栅绝缘层的图形层、以及栅电极与栅线的图形层，并且漏电极的部分图形层暴露。
较佳的，在形成栅绝缘层薄膜之后、并且形成栅极金属薄膜之前，可以在第一设定温度下将绝缘基板烘干设定时间，在第二设定温度下将绝缘基板烘干设定时间，第二设定温度大于第一设定温度。例如，第一设定温度小于100摄氏度，第二设定温度大于130摄氏度。
步骤603中，通过一次构图工艺在形成有栅电极与栅线的图形层的绝缘基板上，形成钝化层，其具体实现如下：
在形成有栅电极与栅线的图形层的绝缘基板上形成钝化层薄膜；
在钝化层薄膜上旋涂光刻胶，使用掩模板对光刻胶进行曝光显影，得到光刻胶完全去除区域和光刻胶完全保留区域，光刻胶完全去除区域位于数据线PAD区域、栅线PAD区域和漏电极的暴露出的图形层区域；
对绝缘基板进行刻蚀，以刻蚀掉光刻胶完全去除区域的钝化层薄膜；
将光刻胶完全保留区域的光刻胶进行剥离，得到钝化层。
步骤604中，通过一次构图工艺形成覆盖在钝化层上的像素电极的图形层，其具体实现如下：
在形成有钝化层的绝缘基板上沉积透明导电薄膜；
在透明导电薄膜上旋涂光刻胶，使用掩模板对光刻胶进行曝光显影，得到光刻胶完全去除区域和光刻胶完全保留区域，光刻胶完全保留区域位于漏电极的暴露出的图形层区域和覆盖在漏电极的图形层上的钝化层区域；
对绝缘基板进行刻蚀，以刻蚀掉光刻胶完全去除区域的钝化层薄膜；
将光刻胶完全保留区域的光刻胶进行剥离，得到像素电极的图形层。
如图10a所示，本发明实施例提供另一种按照上述方法制备的有机薄膜晶体管OTFT阵列基板，该OTFT阵列基板上的栅线和数据线限定的像素区域内形成有像素电极的图形层7和OTFT，所述OTFT包括在绝缘基板上的源电极与数据线的图形层2a和漏电极的图形层2b、覆盖在源电极与数据线的图形层2a和漏电极的图形层2b上的有机半导体层3、覆盖在有机半导体层3上的栅绝缘层4、覆盖在栅绝缘层4上的栅电极与栅线的图形层5、以及覆盖在漏电极的图形层2b上的钝化层6，所述像素电极的图形层7覆盖在该钝化层6上。
较佳的，像素电极的部分图形层与漏电极的图形层通过过孔相连。在栅电极与栅线的图形层5上也覆盖有钝化层6。
本实施例的目的在于提供一种有机薄膜晶体管阵列基板及其制作方法，采用四次构图工艺，使得有机半导体层、栅绝缘层、栅电极与栅线的图形层在一次构图中实现，降低了制作成本，提高了制作效率。
为了实现上述目的，本发明提供了一种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，所述有机薄膜晶体管为顶栅底接触构型，源电极与数据线的图形层、漏电极的图形层在绝缘衬底上，有机半导体层在源电极与数据线的图形层和漏电极的图形层上，栅绝缘层在有机半导体层上，栅电极与栅线的图形层在栅绝缘层之上，钝化层在栅电极与栅线的图形层上，像素电极的图形层在钝化层上，通过过孔与漏电极的图形层相连。
参见图6b，实施例二的具体实现方法如下：
步骤611、在绝缘基板上沉积一层金属薄膜，通过第一次构图工艺形成源电极与数据线的图形层、漏电极的图形层；
步骤612、在完成步骤611的绝缘基板上制备有机半导体层薄膜、栅绝缘层薄膜、栅极金属薄膜，通过第二次构图工艺形成有机半导体层的图形层、栅绝缘层的图形层、以及栅电极与栅线的图形层；
步骤613、在完成步骤612的绝缘基板上制备钝化层薄膜，通过第三次构图形成栅线接口区域、数据线接口区域以及象素过孔；
步骤614：在完成步骤613的基板上沉积透明导电层，通过第四次构图工艺形成像素电极的图形层。
具体的，步骤611中，首先在玻璃基板1上利用溅射的方法沉积Mo金属薄膜，厚度为200nm，通过第一次构图工艺对Mo金属薄膜进行刻蚀，在基板1上的显示区域形成源电极与数据线的图形层2a、漏电极的图形层2b，如图7a所示为本实施例中第一次构图工艺后的平面图，图7b为图1a在A-A向截面图。
步骤612中，在完成步骤611的基板上，利用真空蒸发的方式制备酞菁氧钒有机半导体层薄膜3，薄膜厚度为50nm；接着利用旋涂的方式制备聚乙烯苯酚(PVP)栅绝缘层薄膜4，在小于100℃的温度下烘干20分钟，大于130℃的温度下烘干20分钟，薄膜厚度为550nm；随后利用溅射的方法沉积Mo金属薄膜5作为栅极金属薄膜。图8a为本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图。旋涂一层光刻胶8，然后对光刻胶8进行曝光显影，如图8b所示为本实施例中第二次构图工艺中曝光显影之后的OTFT的截面图。对于图8b所示的阵列基板进行刻蚀，刻蚀掉光刻胶完全去除区域的栅极金属薄膜、绝缘层薄膜以及有机半导体层薄膜。图8c所示为本实施例中第二次构图工艺中刻蚀之后的OTFT的截面图。接着对图8c所示的阵列基板上的光刻胶进行剥离，如图8d所示为本实施例中第二次构图工艺中对光刻胶进行剥离后的OTFT的截面图。图8e为本实施例中第二次构图工艺后的OTFT的平面图。
步骤613中，在完成步骤612的基板上沉积一层钝化层薄膜，在沉积完钝化层之后，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区域以及部分漏电极区域的金属层，形成钝化层的图形6。如图9所示为本实施例中第三次构图工艺之后的OTFT的截面图。
步骤614中，在完成步骤613的基板上沉积一层透明导电薄膜，在沉积完透明导电薄膜之后，通过第四次构图工艺形成像素电极的图形层7。如图10a所示为本实施例中第四次构图工艺之后的OTFT的截面图，图10b所示为对应的平面图。
本实施例采用四次构图工艺，通过将有机半导体层、栅绝缘层、栅电极与栅线的图形层在一次构图工艺中形成，简化了制作工艺，降低了制作成本，缩短了制作时间，提高了制作效率。
本发明是参照根据本发明实施例的方法、设备(***)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
尽管已描述了本发明的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明范围的所有变更和修改。
显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。
Claims (16)
1.一种有机薄膜晶体管阵列基板制造方法，其特征在于，该方法包括：
通过一次构图工艺在绝缘基板上形成像素电极的图形层、以及位于像素电极的图形层之上的源电极与数据线的图形层和漏电极的图形层；
通过一次构图工艺形成覆盖在源电极与数据线的图形层和漏电极的图形层上的有机半导体层、以及覆盖在有机半导体层上的栅绝缘层；
通过一次构图工艺在形成有栅绝缘层的绝缘基板上形成钝化层；
通过一次构图工艺形成位于钝化层之上的栅电极与栅线的图形层。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述通过一次构图工艺在绝缘基板上形成像素电极的图形层、以及位于像素电极的图形层之上的源电极与数据线的图形层和漏电极的图形层包括：
在绝缘基板上沉积透明导电薄膜，在透明导电薄膜上形成金属薄膜；
在金属薄膜上旋涂光刻胶，使用掩模板对光刻胶进行曝光显影，得到光刻胶去除区域、光刻胶部分保留区域和光刻胶完全保留区域；
对绝缘基板进行刻蚀，以刻蚀掉光刻胶完全去除区域的透明导电薄膜与金属薄膜；
对绝缘基板上的光刻胶进行灰化，以去除光刻胶部分保留区域的光刻胶；
对绝缘基板进行刻蚀，以刻蚀掉光刻胶部分保留区域的金属薄膜，得到像素电极的图形层；
将光刻胶完全保留区域的光刻胶进行剥离，得到源电极与数据线的图形层和漏电极的图形层。
3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述掩模板为半色调掩模板或灰色调掩模板。
4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述通过一次构图工艺形成覆盖在源电极与数据线的图形层和漏电极的图形层上的有机半导体层、以及覆盖在有机半导体层上的栅绝缘层包括：
形成覆盖在源电极与数据线的图形层和漏电极的图形层上的有机半导体层薄膜；形成覆盖在有机半导体层薄膜上的栅绝缘层薄膜；
在栅绝缘层薄膜上旋涂光刻胶，使用掩模板对光刻胶进行曝光显影，得到光刻胶去除区域和光刻胶完全保留区域；
对绝缘基板进行刻蚀，以刻蚀掉光刻胶完全去除区域的栅绝缘层薄膜和有机半导体层薄膜；
将光刻胶完全保留区域的光刻胶进行剥离，得到有机半导体层的图形层和栅绝缘层的图形层。
5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，在形成栅绝缘层薄膜之后、并且在栅绝缘层薄膜上旋涂光刻胶之前，该方法进一步包括：
在第一设定温度下将绝缘基板烘干设定时间，在第二设定温度下将绝缘基板烘干设定时间，第二设定温度大于第一设定温度。
6.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述通过一次构图工艺在形成有栅绝缘层的绝缘基板上形成钝化层包括：
在形成有栅绝缘层的绝缘基板上形成钝化层薄膜；
在钝化层薄膜上旋涂光刻胶，使用掩模板对光刻胶进行曝光显影，得到光刻胶完全去除区域和光刻胶完全保留区域，光刻胶完全去除区域位于数据线PAD区域和像素区域，或者光刻胶完全去除区域位于数据线PAD区域；
对绝缘基板进行刻蚀，以刻蚀掉光刻胶完全去除区域的钝化层薄膜；
将光刻胶完全保留区域的光刻胶进行剥离，得到钝化层。
7.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述通过一次构图工艺形成位于钝化层之上的栅电极与栅线的图形层包括：
形成位于钝化层之上的栅极金属薄膜；
在栅极金属薄膜上旋涂光刻胶，使用掩模板对光刻胶进行曝光显影，得到光刻胶完全去除区域和光刻胶完全保留区域；
对绝缘基板进行刻蚀，以刻蚀掉光刻胶完全去除区域的钝化层薄膜；
将光刻胶完全保留区域的光刻胶进行剥离，得到栅电极与栅线的图形层。
8.一种按照权利要求1-7中任一所述的方法制备的有机薄膜晶体管OTFT阵列基板，该OTFT阵列基板上的栅线和数据线限定的像素区域内形成有像素电极的图形层和OTFT，其特征在于，所述OTFT包括位于像素电极的图形层之上的源电极与数据线的图形层和漏电极的图形层、覆盖在源电极与数据线的图形层和漏电极的图形层上的有机半导体层、覆盖在有机半导体层上的栅绝缘层、覆盖在栅绝缘层和像素电极的图形层上的钝化层、以及位于钝化层之上的栅电极与栅线的图形层。
9.一种有机薄膜晶体管阵列基板制造方法，其特征在于，该方法包括：
通过一次构图工艺在绝缘基板上形成源电极与数据线的图形层和漏电极的图形层；
通过一次构图工艺形成覆盖在源电极与数据线的图形层和漏电极的图形层上的有机半导体层、覆盖在有机半导体层上的栅绝缘层、以及覆盖在栅绝缘层上的栅电极与栅线的图形层；
通过一次构图工艺在形成有栅电极与栅线的图形层的绝缘基板上，形成钝化层；
通过一次构图工艺形成覆盖在钝化层上的像素电极的图形层。
10.如权利要求9所述的方法，其特征在于，所述通过一次构图工艺在绝缘基板上形成源电极与数据线的图形层和漏电极的图形层包括：
在绝缘基板上沉积金属薄膜；
在金属薄膜上旋涂光刻胶，使用掩模板对光刻胶进行曝光显影，得到光刻胶完全去除区域和光刻胶完全保留区域；
对绝缘基板进行刻蚀，以刻蚀掉光刻胶完全去除区域的金属薄膜；
将光刻胶完全保留区域的光刻胶进行剥离，得到源电极与数据线的图形层和漏电极的图形层。
11.如权利要求9所述的方法，其特征在于，所述通过一次构图工艺形成覆盖在源电极与数据线的图形层和漏电极的图形层上的有机半导体层、覆盖在有机半导体层上的栅绝缘层、以及覆盖在栅绝缘层上的栅电极与栅线的图形层包括：
形成覆盖在源电极与数据线的图形层和漏电极的图形层上的有机半导体层薄膜；形成覆盖在有机半导体层薄膜上的栅绝缘层薄膜；形成覆盖在栅绝缘层薄膜上的栅极金属薄膜；
在栅极金属薄膜上旋涂光刻胶，对光刻胶进行曝光显影，得到光刻胶完全去除区域和光刻胶完全保留区域；
对绝缘基板进行刻蚀，以刻蚀掉光刻胶完全去除区域的栅极金属薄膜、栅绝缘层薄膜以及有机半导体层薄膜；
将光刻胶完全保留区域的光刻胶进行剥离，得到有机半导体层的图形层、栅绝缘层的图形层、以及栅电极与栅线的图形层，并且漏电极的部分图形层暴露。
12.如权利要求11所述的方法，其特征在于，在形成栅绝缘层薄膜之后、并且形成栅极金属薄膜之前，该方法进一步包括：
在第一设定温度下将绝缘基板烘干设定时间，在第二设定温度下将绝缘基板烘干设定时间，第二设定温度大于第一设定温度。
13.如权利要求9所述的方法，其特征在于，所述通过一次构图工艺在形成有栅电极与栅线的图形层的绝缘基板上，形成钝化层包括：
在形成有栅电极与栅线的图形层的绝缘基板上形成钝化层薄膜；
在钝化层薄膜上旋涂光刻胶，使用掩模板对光刻胶进行曝光显影，得到光刻胶完全去除区域和光刻胶完全保留区域，光刻胶完全去除区域位于数据线PAD区域、栅线PAD区域和漏电极的暴露出的图形层区域；
对绝缘基板进行刻蚀，以刻蚀掉光刻胶完全去除区域的钝化层薄膜；
将光刻胶完全保留区域的光刻胶进行剥离，得到钝化层。
14.如权利要求9所述的方法，其特征在于，所述通过一次构图工艺形成覆盖在钝化层上的像素电极的图形层包括：
在绝缘基板上沉积透明导电薄膜；
在透明导电薄膜上旋涂光刻胶，使用掩模板对光刻胶进行曝光显影，得到光刻胶完全去除区域和光刻胶完全保留区域，光刻胶完全保留区域位于漏电极的暴露出的图形层区域和覆盖在漏电极的图形层上的钝化层区域；
对绝缘基板进行刻蚀，以刻蚀掉光刻胶完全去除区域的钝化层薄膜；
将光刻胶完全保留区域的光刻胶进行剥离，得到像素电极的图形层。
15.一种按照权利要求9-14中任一所述的方法制备的有机薄膜晶体管阵列基板，该OTFT阵列基板上的栅线和数据线限定的像素区域内形成有像素电极的图形层和OTFT，其特征在于，所述OTFT包括在绝缘基板上的源电极与数据线的图形层和漏电极的图形层、覆盖在源电极与数据线的图形层和漏电极的图形层上的有机半导体层、覆盖在有机半导体层上的栅绝缘层、覆盖在栅绝缘层上的栅电极与栅线的图形层、以及覆盖在漏电极的图形层上的钝化层，所述像素电极的图形层覆盖在该钝化层上。
16.如权利要求15所述的有机薄膜晶体管阵列基板，其特征在于，像素电极的图形层通过过孔与漏电极的图形层相连。
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