CN101983439B

CN101983439B - 有机薄膜晶体管

Info

Publication number: CN101983439B
Application number: CN2008800105631A
Authority: CN
Inventors: 堀田定吉; J·H·伯勒斯; G·L·怀廷
Original assignee: Cambridge Display Technology Ltd; Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Cambridge Display Technology Ltd; Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2007-04-04
Filing date: 2008-04-03
Publication date: 2012-12-12
Anticipated expiration: 2028-04-03
Also published as: KR101467507B1; GB2448174B; JP5638944B2; CN101983439A; GB2448174A; EP2122706B1; WO2008122575A1; JP2010524217A; WO2008122575A9; GB0706652D0; US8450142B2; HK1134583A1; KR20100015664A; US20100051922A1; EP2122706A1

Abstract

一种有机薄膜晶体管，其包括：衬底；限定沟道的源极电极和漏极电极；布置在源极电极和漏极电极之上的绝缘材料层；延伸穿过沟道的有机半导电材料层；电介质材料层；以及布置在电介质材料层之上的栅极电极。

Description

有机薄膜晶体管

技术领域

本发明涉及有机薄膜晶体管。

背景技术

晶体管可以被分成两种主要类型：双极结型晶体管和场效应晶体管。这两种类型共有共同的结构，该结构包括三个电极，并且在沟道区中有半导电材料被布置在其之间。双极结型晶体管的三个电极被称为发射极、集电极和基极，而在场效应晶体管中三个电极被称为源极、漏极和栅极。由于在发射极和集电极之间的电流由基极和发射极之间流动的电流控制，因此可以将双极结型晶体管描述为电流控制器件(current-operated device)。与之相对，由于在源极和漏极之间流动的电流由栅极和源极之间的电压控制，因此可以将场效应晶体管描述为电压控制器件(voltage-operated device)。

根据晶体管包括传导正电荷载流子(空穴)还是负电荷载流子(电子)的半导电材料，晶体管还可以被分类为p型和n型。可以根据其接受、传导和贡献电荷的能力来选择半导电材料。半导电材料接受、传导和贡献空穴或电子的能力可以通过对材料进行掺杂来提高。还可以根据其接受和注入空穴或电子的能力来选择用于源极电极和漏极电极的材料。例如，可以通过选择在接受、传导和贡献空穴方面有效的半导电材料并且为源极电极和漏极电极选择在注入和接受来自半导电材料的空穴方面有效的材料来形成p型晶体管器件。电极中的费米能级与半导电材料的HOMO能级的良好的能级匹配可以增强空穴注入和接受。与之相对，可以通过选择在接受、传导和贡献电子方面有效的半导电材料并且为源极电极和漏极电极选择在将电子注入到半导电材料和接受来自半导电材料的电子方面有效的材料来形成n型晶体管器件。电极中的费米能级与半导电材料的LUMO能级的良好的能级匹配可以增强电子注入和接受。

可以通过沉积薄膜形式的组件来形成晶体管，从而形成薄膜晶体管。在使用有机材料作为这种器件中的半导电材料时，其被称为有机薄膜晶体管(OTFT)。可以通过低成本、低温方法(例如，溶液处理)来制造OTFT。此外，OTFT与柔性塑料衬底兼容，这提供了以卷到卷(roll-to-roll)工艺在柔性衬底上大规模制造OTFT的前景。

有机薄膜晶体管的各种配置是已知的。一种这样的器件是绝缘栅场效应晶体管，该晶体管包括：源极电极和漏极电极，在其之间有半导电材料被布置在沟道区中；邻近半导电材料布置的栅极电极；以及被布置在栅极电极与在沟道区中的半导电材料之间的绝缘材料层。

图1中示出了这种有机薄膜晶体管的示例。所示出的结构可以被沉积在衬底(未示出)上，并且包括被位于其之间的沟道区6分隔开的源极电极和漏极电极2、4。有机半导体(OSC)8被沉积在沟道区6中，并且可以在源极电极和漏极电极2、4的至少一部分之上延伸。电介质材料的绝缘层10被沉积在有机半导体8之上，并且可以在源极电极和漏极电极2、4的至少一部分之上延伸。最后，将栅极电极12沉积在绝缘层10之上。栅极电极12位于沟道区6之上，并且可以在源极电极和漏极电极2、4的至少一部分之上延伸。

由于栅极位于器件的顶上，因此上述结构被称为顶栅有机薄膜晶体管。可替代地，在器件的底部上提供栅极以形成所谓的底栅有机薄膜晶体管也是已知的。

有机薄膜晶体管的一个问题在于到源极和漏极的栅极漏电和寄生栅电容。在现有技术配置(例如图1所示出的配置)中，该问题可以通过增大栅绝缘材料的厚度来解决。然而，如果增大邻近沟道区的栅绝缘材料的厚度，则将需要更大的电压来使晶体管导通。因此，优选的解决方案将是仅增大在栅极和源极/漏极重叠区中的栅绝缘材料的厚度。从下面讨论的文献中已知这种解决方案。

US 2006/060855公开了仅在栅极和源极/漏极电极重叠的区域中的额外的绝缘层。该额外的绝缘层被沉积在主要的栅电介质层之上并且在沉积栅极之前被图形化。

US 2006/220022公开了具有变化厚度的栅绝缘层。栅绝缘层在沟道之上的其中心区域中较薄，而在栅极与源极/漏极重叠的周边区域处较厚。

前述两种配置都可能存在的一个问题是它们需要将额外的电介质材料沉积在有机半导电层之上，这可能损伤有机半导电层。前述两种配置都可能存在的另一个问题是难以使在器件中的所有上覆(overlying)层对准，例如难以使栅极与在源极和漏极之间的沟道区对准。另外，在沟道区中包含有机半导电材料也可能是一个问题。

在US 2006/060855中公开的配置的附加问题是其需要在栅电介质层之上沉积附加的电介质材料层并且通过例如刻蚀来使该附加层图形化。这可能损伤下面在沟道区中的栅电介质层，影响了晶体管的性能。

在US 2006/220022中公开的配置的附加问题是难以用可重复的方式(为了形成特性一致的器件)形成变化厚度的栅电介质层。

本发明实施例的一个目的是提供上面讨论的一个或多个问题的解决方案。

发明内容

根据本发明的第一方面，提供了一种有机薄膜晶体管，其包括：衬底；限定沟道的源极电极和漏极电极；布置在源极电极和漏极电极之上的绝缘材料层；延伸穿过该沟道的有机半导电材料层；电介质材料层；以及布置在该电介质材料层之上的栅极电极。

技术人员将理解，有机半导电材料层用来提供电荷载流子流过沟道的通路，因此该层可以被提供在源极电极和漏极电极之下或之上。因此，可以在衬底与源极电极以及漏极电极之间提供有机半导电材料层(即，在沉积源极电极和漏极电极之前沉积有机半导电材料)。然而，优选的是在绝缘层的层形成之后沉积有机半导电材料。

可以在源极电极和漏极电极的一些或基本全部区域之上沉积绝缘层。

本发明实施例提供了绝缘层，该绝缘层将栅极的周边区域与源极以及漏极隔离，以便将到源极和漏极的栅极漏电和电容减到最小。绝缘层还用来形成阱(well)，可以在该阱中沉积有机薄膜晶体管的其它层以增强对准。特别地，阱的周边包围在源极电极和漏极电极之间限定的沟道的一些或全部，以便帮助例如通过喷墨打印来沉积有机半导电材料。另外，由于在沉积有机半导电层和栅极电介质之前沉积绝缘层，因此可以在不损伤有机半导电层和栅极电介质的情况下沉积绝缘层并且使其图形化。可以利用已知的沉积和图形化技术(正性或负性抗蚀剂的光刻、湿法刻蚀、干法刻蚀、等等)以可重复的方式形成结构，以生产具有一致特性的并且具有到源极和漏极的低栅极漏电和电容的器件。

根据本发明的第二方面，提供了一种形成有机薄膜晶体管的方法，其包括：在衬底上沉积源极和漏极材料；在源极和漏极之上形成绝缘材料层，该绝缘材料被图形化以形成阱；在该阱中刻蚀该源极和漏极材料以形成源极电极和漏极电极；在该阱中沉积有机半导电材料；在该有机半导电材料之上沉积电介质材料；以及在该电介质材料之上沉积栅极电极。

例如可以通过可蒸发的绝缘材料穿过掩模的蒸镀来以图形化形式直接沉积绝缘材料。然而，优选的是以非图形化形式沉积绝缘材料层，随后通过例如旋涂和显影光致抗蚀剂层来图形化。

依据本发明的这一方面，绝缘层充当用于金属刻蚀的刻蚀掩模以形成源极电极和漏极电极。绝缘层还充当用于沉积有机薄膜晶体管的其它层的阱。因此，该方法提供了源极以及漏极与上覆层的自对准。在本发明的这一方面中，优选通过将光致抗蚀剂层的上表面暴露于UV光来形成图形化的绝缘材料层。

根据本发明的第三方面，提供了一种形成有机薄膜晶体管的方法，其包括：在透明衬底上形成源极电极和漏极电极；在该源极和漏极之上形成绝缘材料层，该绝缘材料被图形化以形成阱；在该阱中沉积有机半导电材料；在该有机半导电材料之上沉积电介质材料；以及在该电介质材料之上沉积栅极电极。

根据本发明的这一方面，在形成图形化的绝缘材料层之前使源极电极和漏极电极图形化。

例如可以通过可蒸发的绝缘材料穿过掩模的蒸镀来以图形化形式直接沉积绝缘材料。然而，优选的是通过在源极电极和漏极电极之上沉积光致抗蚀剂层并且穿过透明衬底曝光该光致抗蚀剂来形成图形化的绝缘材料层。用这种方式，源极电极和漏极电极充当用于使光致抗蚀剂层图形化的自对准遮光掩模。

本发明的第二或第三方面的自对准工艺使工艺步骤减到最少，并且在远离沟道区的重叠区中在源极/漏极与栅极之间产生厚的绝缘层。该解决方案还允许扩大栅极的物理宽度(即，使得其可以被打印)，而不会不适当地增加电容和电流泄漏。因此，本发明的实施例提供了简单的工艺，通过该简单的工艺可以将源极电极以及漏极电极与薄膜晶体管的其余层对准，同时降低电容和栅极漏电。另外，可以利用其它简单的图形化技术来打印或沉积栅极。

根据本发明的第四方面，提供了一种有机薄膜晶体管，其包括：衬底；在该衬底之上的栅极电极；在该栅极电极之上的电介质材料层；在该电介质材料层之上并且限定沟道的源极电极和漏极电极；延伸穿过该沟道的有机半导电材料层；以及布置在该源极电极以及漏极电极与该电介质材料层之间的绝缘材料层。

本发明第四方面的底栅配置可以用来以与相应的本发明第一方面的顶栅配置相同的方式将寄生电容减到最小。

在本发明第四方面的一个实施例中，绝缘材料层在源极电极和漏极电极之下的区域中的厚度大于在沟道区之下的区域中的厚度。在本发明第四方面的另一个实施例中，在沟道区之下的区域中不存在绝缘材料。

根据本发明的第五方面，提供了一种形成有机薄膜晶体管的方法，该有机薄膜晶体管包括：源极电极和漏极电极，其限定该电极之间的沟道；栅极电极；在该栅极电极与该源极电极以及漏极电极之间的电介质材料层；以及位于该沟道中的有机半导电材料层，其中该有机半导电材料被打印到在绝缘材料层中限定的阱中。

优选地，通过喷墨打印来打印有机半导电材料。

依据该第五方面的薄膜晶体管可以是顶栅或底栅器件。如果其是顶栅器件，则优选地，绝缘材料与关于本发明的第一方面描述的相同。如果其是底栅器件，则绝缘材料可以是栅电介质材料层，其中该电介质材料已经被刻蚀或被图形化以限定阱，该阱延伸到在栅电介质层覆盖栅极电极的区域中的栅电介质层的厚度的一部分。在JP2005-108949中公开了具有这种结构的OTFT，但是在这种情况下通过蒸镀而不是通过根据本发明这一方面的打印工艺来沉积有机半导体。可替代地，绝缘层可以由被沉积在栅电介质之上并且被图形化以限定这种阱的光致抗蚀剂层形成。

附图说明

现在将参考附图仅作为示例来进一步详细地描述本发明，在附图中：

图1示出根据现有技术配置的基本的有机薄膜晶体管结构；

图2示出根据本发明实施例的顶栅有机薄膜晶体管结构；

图3a示出在用于形成图2所示的有机薄膜晶体管的本发明的一种方法中涉及的步骤；

图3b示出在用于形成图2所示的有机薄膜晶体管的本发明的另一种方法中涉及的步骤；

图4示出在保护通孔接触点中涉及的附加的方法步骤；

图5示出根据本发明实施例的底栅有机薄膜晶体管结构；以及

图6示出有源矩阵有机发光器件(OLED)的像素的截面，其包括有机发光二极管像素和OTFT。

具体实施方式

图2示出根据本发明实施例的顶栅有机薄膜晶体管结构。该晶体管是绝缘栅场效应类型的晶体管。

该晶体管的结构与图1中示出的并且之前在背景技术部分中描述的结构类似。为了清楚起见，对于相同的层，使用与图1中相同的附图标记。重要区别在于在图2所示出的配置中，绝缘材料层14被布置在源极和漏极2、4之上，形成阱。该层将上覆的栅极电极12的外围区域与源极和漏极2、4隔离，以便将到源极和漏极的栅极漏电和电容减到最小。绝缘层14还用来形成阱，可以在该阱中沉积有机薄膜晶体管的其它层以提高对准。

图3a示出在形成图2所示的有机薄膜晶体管中涉及的方法步骤。在步骤1中，在衬底1(其可以是不透明的或透明的)上沉积源极/漏极材料2、4。在步骤2中，在源极/漏极材料1、4之上沉积绝缘材料层14。

在步骤3中，使绝缘材料层14图形化以形成阱。绝缘层14可以由可以在不损伤下面的源极/漏极材料2、4的情况下被沉积并且图形化以形成阱的任何绝缘材料形成。绝缘层14可以是有机光致抗蚀剂，例如可以被容易地旋涂并且图形化的聚酰亚胺。绝缘材料可以用氟化步骤处理以改变其润湿性(wettability)。可替代地，可以采用氟化的或类氟化的光致抗蚀剂。利用这种材料形成阱(堤岸结构)在有机发光器件领域中是众所周知的，此处将不再更详细地讨论。

在步骤4中，刻蚀源极和漏极材料以形成源极电极和漏极电极2、4。可以使用各种标准的金属刻蚀(湿法或干法)。这些在本领域中是众所周知的，此处将不再更详细地讨论。绝缘层14充当用于源极/漏极金属刻蚀的刻蚀掩模。因此，该方法提供了源极以及漏极与上覆层的自对准。在金属刻蚀之后，可以将绝缘层暴露于各向同性的刻蚀以减薄该绝缘层并且还从所示出的阱中的源极/漏极边缘移除绝缘层材料。合适的各向同性刻蚀可以是例如CF₄:O₂、O₂等离子体、等等。

在步骤5中，沉积有机半导电材料8。优选地，有机半导电材料8是可溶液处理的(solution processable)，使得可以通过例如旋涂或更优选地喷墨打印将其从溶液中沉积到由绝缘层14形成的阱中。有机半导电材料8可以包括聚合物或树枝状化合物(dendrimer)，因为这些已经被证明是良好的可溶液处理的材料。许多这种半导电材料(例如在有机发光器件中使用的共轭聚合物和树枝状化合物)在本领域中是已知的。

在步骤6中，在半导电层之上沉积电介质层10。电介质层可以由有机或无机材料形成。一种可能性将是使用可溶液处理的有机材料，例如与绝缘层14所用的相同类型的有机材料。

最后，在步骤7中，在电介质层10之上沉积栅极电极12。可以利用在本领域中已知的其它简单的图形化技术来打印或沉积栅极12。

可以利用绝缘层14来减少在诸如显示器(如有源矩阵有机发光显示器)的器件中较低和较高层金属化(metallization)之间的迹线漏电(track leakage)。在这种器件中执行金属刻蚀步骤时可以利用抗蚀剂步骤来保护接触通孔点，以在金属刻蚀期间保护接触通孔点。

图3b示出在以图3a方法的可替代方法形成图2所示的有机薄膜晶体管中涉及的方法步骤。

在这种情况下，如步骤2所示，刻蚀源极和漏极材料以形成源极电极和漏极电极2、4。在步骤3中，在图形化的源极电极和漏极电极之上沉积绝缘正性光致抗蚀剂材料层14，并且在步骤4中，通过穿过透明衬底1的曝光来使光致抗蚀剂图形化。源极电极和漏极电极2、4充当用于使光致抗蚀剂图形化的自对准掩模以在使抗蚀剂显影之后留下图形化层14。

图4示出在保护通孔接触点中涉及的附加的方法步骤。在步骤4b中刻蚀源极/漏极材料2、4之前，在步骤4a中在通孔20中沉积抗蚀剂22。接着，可以在步骤4c中如之前参考图3所述地沉积晶体管的其余层。在通孔20中沉积接触材料24以形成接触通孔点。

图5示出在底栅器件的电介质层中形成阱，可以将有机半导电材料打印到该阱中。在这种情况下，起初通过形成栅极电极12、厚的电介质层10(～1-5μm)来制备衬底，该电介质层10可以由聚合物或无机材料(例如SiO₂)制成。接着，沉积源极接触和漏极接触2、4(这是底栅、底接触晶体管体系结构)。

接着，在步骤1中以受控方式来回蚀电介质层10，用源极-漏极接触2、4充当用于刻蚀的自对准掩模。这可以用干法或湿法刻蚀技术来实现，只要可以控制该刻蚀使得不会完全刻穿电介质层。

由于在沟道区中电介质界面的物理和化学特性对于器件工作可能是重要的，因此在可选的步骤中，可以通过例如将自组装单层14沉积到暴露的电介质表面上来修复由刻蚀步骤所引起的电介质表面的任何损伤。

接着，如在步骤3中所示，通过打印(优选地通过喷墨打印)沉积有机半导电层8来完成有机薄膜晶体管。

图5的OTFT包括布置在沟道区中的电介质材料的薄区，而在源极和漏极的下面提供电介质材料的厚区。电介质材料的这些厚区将栅极电极的外围区域与源极以及漏极隔离，以便将到源极和漏极的栅极漏电和寄生电容减到最小。电介质材料的厚区还用来形成阱，在该阱中沉积有机半导电材料。如果将该阱制造得非常深，则可能增加源极和漏极之间的导电通路长度。这是由于在有机半导体中的电荷载流子倾向于在接近于电介质的沟道区域中被输运。因此，电荷载流子可能从源极向下移动到阱的底部中，穿过沟道区，然后向上回到漏极。在这种情况下，如果期望深阱，则为了减小在源极和漏极之间的导电通路长度，可以将阱的侧面金属化。

下面进一步详细讨论适合于形成本发明的OTFT的材料和工艺。

衬底

衬底可以是刚性的或柔性的。刚性衬底可以从玻璃或硅中选择，而柔性衬底可以包括薄的玻璃或塑料，例如聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)、聚碳酸酯和聚酰亚胺。

可以通过使用适当的溶剂将有机半导电材料变为可溶液处理的。示例性的溶剂包括：单一或聚烷基苯，例如甲苯和二甲苯；四氢化萘；以及氯仿。优选的溶液沉积技术包括旋涂和喷墨打印。其它溶液沉积技术包括：浸涂；卷印刷(roll printing)；以及丝网印刷。在由喷嘴分发溶液的情形下，打印工艺可以是连续的或者不连续的。例如，在连续的工艺中，可以由喷嘴分发连续一条有机半导电材料，而在不连续的打印工艺中由喷嘴分发不连续的液滴。

有机半导体材料

优选的有机半导体材料包括：小分子(例如被任意取代的并五苯)；被任意取代的聚合物(例如聚芳烃(polyarylene)，尤其是聚芴和聚噻吩)；以及低聚物。可以使用材料的混合物，其包括不同材料类型的混合物(如聚合物和小分子混合物)。

源极电极和漏极电极

对于p沟道OTFT，源极电极和漏极电极优选包括高功函数材料，优选功函数大于3.5eV的金属，例如金、铂、钯、钼、钨或铬。更优选地，金属的功函数在4.5到5.5eV的范围内。还可以使用其它合适的化合物、合金和氧化物(例如三氧化钼和氧化铟锡)。源极电极和漏极电极可以通过热蒸镀来沉积并且利用在本领域中已知的标准光刻和剥离技术来图形化。

可替代地，可以沉积导电聚合物作为源极电极和漏极电极。这种导电聚合物的示例是聚乙撑二氧噻吩(PEDOT)，但是在本领域中其它导电聚合物也是已知的。可以利用例如旋涂或喷墨打印技术及上面讨论的其它溶液沉积技术从溶液中沉积这种导电聚合物。

对于n沟道OTFT，源极电极和漏极电极优选包括以下材料，例如功函数低于3.5eV的金属(例如钙或钡)或者金属化合物薄层(尤其是碱或碱土金属的氧化物或氟化物，例如氟化锂、氟化钡和氧化钡)。可替代地，可以沉积导电聚合物作为源极电极和漏极电极。

为便于制造优选由相同材料形成源极电极和漏极电极。然而，将明白的是，源极电极和漏极电极可以由不同材料形成以便分别优化电荷注入和抽取。

在源极电极和漏极电极之间限定的沟道的长度可以长达500微米，但该长度优选小于200微米，更优选小于100微米，最优选小于20微米。

栅极电极

栅极电极4可以从大范围的导电材料中选择，例如金属(如金)或金属化合物(如氧化铟锡)。可替代地，可以沉积导电聚合物作为栅极电极4。可以利用例如旋涂或喷墨打印技术及上面讨论的其它溶液沉积技术从溶液中沉积这种导电聚合物。

栅极电极、源极电极和漏极电极的厚度可以在5-200nm的范围内，但是典型地为例如通过原子力显微镜(AFM)测量的50nm。

绝缘层

绝缘层包括从具有高电阻率的绝缘材料中选择的电介质材料。电介质的介电常数k典型地在2-3左右，不过具有高k值的材料是理想的，因为OTFT的可达到的电容与k成正比，而漏极电流I_D与该电容成正比。因此，为了用低工作电压实现高漏极电流，在沟道区中具有薄电介质层的OTFT是优选的。

电介质材料可以是有机的或无机的。优选的无机材料包括SiO₂、SiN_x和旋涂式玻璃(SOG)。优选的有机材料通常是聚合物并且包括绝缘聚合物，例如聚乙烯醇(PVA)、聚乙烯基四氢化吡咯(polyvinylpyrrolidine，PVP)、诸如聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)的丙烯酸脂、以及可从Dow Corning获得的苯并环丁烯(BCB)。绝缘层可以由材料的混合物形成或者包括多层结构。

可以通过在本领域中已知的热蒸镀、真空处理或层压(lamination)技术来沉积电介质材料。可替代地，可以利用例如旋涂或喷墨打印技术及上面讨论的其它溶液沉积技术从溶液中沉积电介质材料。

如果将电介质材料从溶液中沉积到有机半导体上，则不应当导致有机半导体的溶解。同样地，如果将有机半导体从溶液中沉积到电介质材料上，则电介质材料也不应当被溶解。避免这种溶解的技术包括：使用互不相关的(orthogonal)溶剂，即，使用不溶解下面的层的溶剂来沉积最上层；以及使下面的层交联。

绝缘层的厚度优选小于2微米，更优选小于500nm。

其它层

可以在器件结构中包括其它层。例如，可以在栅极、源极或漏极电极、衬底、绝缘层和有机半导体材料上沉积自组装单层(SAM)，以便促进结晶，减小接触电阻，修复表面特性以及在所需要的地方促进粘附。特别地，可以为沟道区中的电介质表面(尤其是对于高k电介质表面)提供包括结合(binding)区域和有机区域的单层，以便例如通过改善有机半导体的形态(尤其是聚合物排列和结晶度)以及覆盖电荷陷阱来改善器件性能。这种单层的示例性材料包括具有长烷基链的氯代或烷氧基硅烷，如十八烷基三氯硅烷。

OTFT应用

根据本发明实施例的OTFT具有大范围的可能应用。一种这样的应用是驱动在光学器件(优选地，有机光学器件)中的像素。这种光学器件的示例包括光敏器件，尤其是光检测器和发光器件(尤其是有机发光器件)。OTFT特别适合于供有源矩阵有机发光器件使用，例如用于显示应用中。

图5示出根据本发明的有机发光器件(OLED)像素。OTFT包括上述的层2-14。OLED包括阳极51、阴极53以及设在阳极与阴极之间的电致发光层52。其它层(例如电荷输运、电荷注入或电荷阻挡层)可以位于阳极和阴极之间。如同OTFT一样，OLED的有源区由通过使绝缘光致抗蚀剂层54图形化而形成的阱来限定。在沉积于OTFT之上的平坦化层55(也称为钝化层)上构造OLED。在形成钝化层时使用的示例性材料是BCB和聚对二甲苯。通过穿过钝化层55和绝缘层14的导电通孔56将OLED的阳极51电连接到有机薄膜晶体管的漏极电极。

将明白的是，包括OTFT和光活性像素区(如光发射或光感测像素区)的像素电路可以包括其它元件。特别地，图5的OLED像素电路典型地将包括除所示出的驱动晶体管之外的至少一个其它晶体管和至少一个电容器。

虽然已经参考本发明的优选实施例具体地示出和描述了本发明，但是本领域技术人员将理解的是，可以在不脱离如所附权利要求限定的本发明范围的情况下，在本发明中的形式和细节方面作出各种改变。

Claims

1.一种形成有机薄膜晶体管的方法，包括：

在衬底上沉积源极和漏极材料；以及

在所述源极和漏极材料之上形成绝缘材料层，所述绝缘材料层被图形化以形成阱；

其特征在于所述方法还包括：

一旦形成所述阱，刻蚀在所述阱中的所述源极和漏极材料以图案化源极电极和漏极电极；

在所述阱中沉积有机半导电材料；

在所述有机半导电材料之上沉积电介质材料；以及

在所述电介质材料之上沉积栅极电极。

2.根据权利要求1所述的方法，其中，以图形化形式直接沉积所述绝缘材料。

3.根据权利要求1所述的方法，其中，以非图形化形式沉积所述绝缘材料并随后对其进行图形化。

4.根据权利要求1到3中的任何一项所述的方法，其中，在刻蚀所述源极和漏极材料之后，所述绝缘层经历各向同性的刻蚀以减薄所述绝缘层并且还从所述阱中的源极电极和漏极电极的边缘移除绝缘层材料。

5.根据权利要求1到3中的任何一项所述的方法，其中，在所述绝缘材料层中形成通孔，并且在刻蚀所述源极和漏极材料之前在所述通孔中沉积抗蚀剂材料，在刻蚀所述源极和漏极材料后所述抗蚀剂材料随后被移除，并且在所述通孔中沉积导电材料以形成接触通孔点。

6.根据权利要求1到3中的任何一项所述的方法，其中所述绝缘层包括有机材料。

7.根据权利要水1到3中的任何一项所述的方法，其中所述绝缘层包括可溶液处理的材料。

8.根据权利要求1到3中的任何一项所述的方法，其中所述绝缘层包括有机光致抗蚀剂。

9.根据权利要求8所述的方法，其中所述有机光致抗蚀剂是氟化的有机光致抗蚀剂。

10.根据权利要求1到3中的任何一项所述的方法，其中所述有机半导电材料是可溶液处理的。

11.根据权利要求10所述的方法，其中所述有机半导电材料包括聚合物或树枝状化合物。

12.根据权利要求11所述的方法，其中所述有机半导电材料是共轭的。

13.根据权利要求1到3中的任何一项所述的方法，其中所述有机半导电材料层包括掺杂剂。