CN102629579B - 一种柔性tft阵列基板及其制造方法和显示装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种柔性TFT阵列基板及其制造方法和显示装置，涉及面板制造领域，能够降低柔性TFT基板发生龟裂的可能。该TFT阵列基板制造方法包括：在柔性基板上形成金属层，通过第一次构图工艺处理得到栅线和栅极；在栅线和栅极上形成栅绝缘层；在栅绝缘层上形成石墨烯层，通过第二次构图工艺处理及氢化处理得到由石墨烯构成的半导体有源层；在石墨烯层上，通过第三次构图工艺处理得到由石墨烯构成的数据线、源极、漏极和像素电极；其中，源极与半导体有源层相接触，漏极与半导体有源层相接触，形成TFT沟道，像素电极与所述漏极相接触；在数据线、源极、半导体有源层、漏极、像素电极之上形成保护层。本发明用于柔性基板制造。
Description
技术领域
本发明涉及液晶面板制造领域，尤其涉及一种柔性TFT阵列基板及其制造方法和显示装置。
背景技术
在现有的柔性显示器生产过程当中，TFT(Thin Film Transistor，薄膜场效应晶体管)器件多采用多晶或非晶硅材料制作半导体有源层，同时采用金属氧化物制作栅绝缘层和采用氧化铟锡作为像素电极。
现有材料构成的柔性TFT阵列基板在多次弯曲和折叠之后很容易出现龟裂，从而导致液晶面板出现黑线、亮线或斑点，甚至直接导致显示屏的毁坏，影响产品良率。
发明内容
本发明提供一种柔性TFT阵列基板及其制造方法和显示装置，能够降低柔性TFT基板发生龟裂的可能。
为达到上述目的，本发明的实施例采用如下技术方案：
一方面，提供一种TFT阵列基板制造方法，包括：
在柔性基板上形成金属层，通过第一次构图工艺处理得到栅线和栅极；
在所述栅线和栅极上形成有栅绝缘层；
在所述栅绝缘层上形成石墨烯层，通过第二次构图工艺处理及氢化处理得到由石墨烯构成的半导体有源层；
在所述石墨烯层上，通过第三次构图工艺处理得到由石墨烯构成的数据线、源极、漏极和像素电极；其中，所述源极与所述半导体有源层相接触，所述漏极与所述半导体有源层相接触，形成TFT沟道，所述像素电极与所述漏极相接触；
在所述数据线、源极、半导体有源层、漏极、像素电极之上形成保护层。
另一方面，提供一种TFT阵列基板，包括：
柔性基板；
所述柔性基板上形成有栅线和栅极；
所述栅线和栅极上形成有栅绝缘层；
在所述栅绝缘层上形成有由石墨烯构成的数据线、源极、半导体有源层、漏极和像素电极；其中，所述源极与所述半导体有源层相接触，所述漏极与所述半导体有源层相接触，形成TFT沟道，所述像素电极与所述漏极相接触；
在所述数据线、源极、半导体有源层、漏极和像素电极上形成有保护层。
再一方面，提供一种显示装置，包括上述的任意一种柔性TFT阵列基板。
本发明实施例提供了一种柔性TFT阵列基板及其制造方法和显示装置，利用石墨烯作为半导体有源层、源极、漏极和像素电极，利用有机树脂等柔性材料作为栅绝缘层来制备TFT阵列基板。这样得到的TFT阵列基板，即使在多次弯曲和折叠之后，也很少发生龟裂，从而提高了产品质量。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例提供的柔性TFT阵列基板制造方法的流程示意图；
图2为本发明实施例提供的柔性TFT阵列基板制造方法过程中的基板结构示意图一；
图3为本发明实施例提供的柔性TFT阵列基板制造方法过程中的基板结构示意图二；
图4为本发明实施例提供的柔性TFT阵列基板制造方法过程中的基板结构示意图三；
图5为本发明实施例提供的柔性TFT阵列基板制造方法过程中的基板结构示意图四；
图6为本发明实施例提供的柔性TFT阵列基板制造方法过程中的基板结构示意图五；
图7为本发明实施例提供的柔性TFT阵列基板制造方法过程中的基板结构示意图六；
图8为本发明实施例提供的柔性TFT阵列基板制造方法过程中的基板结构示意图七；
图9为本发明实施例提供的柔性TFT阵列基板制造方法过程中的基板结构示意图八。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动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。
本发明实施例提供的一种柔性TFT阵列基板制造方法，如图1所示，其步骤包括：
S101、在柔性基板上形成金属层，通过第一次构图工艺处理得到栅线和栅极。
如图2所示，可以使用磁控溅射方法，在柔性基板201上制备一层厚度在
至
的金属薄膜层。金属材料通常可以采用钼、铝、铝镍合金、钼钨合金、铬、或铜等金属，也可以使用上述几种材料薄膜的组合结构。然后，在金属材料上涂覆光刻胶，用掩模版通过曝光、显影、刻蚀、剥离等第一次构图工艺处理，在柔性基板201的一定区域上形成多条横向的栅线(图2中未表示)和与栅线相连的栅极202。
示例性的，本实施例中采用的柔性基板，其材料可以为聚对苯二甲酸乙二醇酯或塑料。
S102、在栅线和栅极上形成有栅绝缘层。
如图3所示，可以在栅线、栅极202上涂覆厚度为
至的栅绝缘层203。示例性的，本实施例中的栅绝缘层203的材料可以为有机树脂等柔性材料，如包括聚丙烯酸酯，或聚甲基丙烯酸甲酯，或聚酰亚胺等的有机树脂材料。
S103、在栅绝缘层上形成石墨烯层，通过第二次构图工艺处理及氢化处理，在栅极的上方得到由石墨烯构成的半导体有源层。
首先，如图4所示，在栅绝缘层203上利用PECVD(Plasma EnhancedChemical Vapor Deposition，等离子体增强化学气相沉积法)沉积一层石墨烯材料，或者旋涂一层水溶性单层或多层石墨烯材料，形成石墨烯层204。
接着，如图5所示，在石墨烯层204上涂覆一层光刻胶211。
之后，经过曝光、显影后露出沟道区石墨烯207，如图6所示。再通过H2，或H2和Ar2的混合气体对沟道区石墨烯207进行氢化处理，在栅极202的上方得到半导体有源层207。
最后，剥离掉其余的光刻胶，如图7所示。
S104、在石墨烯层上通过第三次构图工艺处理得到由石墨烯构成的数据线、源极、漏极和像素电极；其中，源极与半导体有源层相接触，漏极与半导体有源层相接触，形成TFT沟道，像素电极与所述漏极相接触。
如图8所示，再在石墨烯层204上涂覆光刻胶，经过曝光、显影、刻蚀、剥离之后，得到由石墨烯构成的数据线(图8中未表示)、源极208、漏极206和像素电极205。其中，源极208与半导体有源层207相接触，漏极206与半导体有源层207相接触，形成TFT沟道，像素电极205与漏极206相接触。在此，要求半导体有源层207的宽度小于栅极202的宽度，使得形成TFT沟道的源极208与半导体有源层207相接触的区域，以及漏极206与半导体有源层207相接触的区域均位于栅极202的上方。
至此，本发明实施例中的数据线、源极、半导体有源层、漏极、像素电极位于同一层上，使得基板厚度变薄，与现有分层制备而言减少了工艺。而且，本发明实施例中的数据线、源极、半导体有源层、漏极、像素电极采用石墨烯材料制备，栅绝缘层采用有机树脂等柔性材料制备，使得基板柔韧性增加，与现有技术制备的柔性基板相比增强了基板的抗折性。
需要说明的是，由于石墨烯是一种二维材料，其特性介于半导体与导体之间，本征态时，由于能带交叠，其导电性具有金属特性，电导率能达到20000cm2/V.S，可以作为TFT的源漏极材料，当用氢气或氩气，或者两者混合气体处理之后，产生氢化石墨烯，带隙增加，可以作为半导体材料。且相对于一般的半导体材料而言，其具有更高的载流子迁移率。另外由于石墨烯材料是平面蜂窝结构，且形成σ键，具有极高的强度，在多次弯折的情况下也不会发生断裂。
S105、在数据线、源极、半导体有源层、漏极、像素电极之上形成保护层。
如图9所示，在数据线、源极208、半导体有源层207、漏极206、像素电极205之上涂覆一层厚度在
到
的保护层209，其材料通常是有机树脂，包括环氧树脂等，此外该材料也可以是抗弯折无机物。
本发明实施例提供的柔性TFT阵列基板制造方法，利用石墨烯作为半导体有源层、源极、漏极和像素电极，利用有机树脂等柔性材料作为栅绝缘层来制备TFT阵列基板。这样得到的TFT阵列基板，即使在多次弯曲和折叠之后，也很少发生龟裂，从而提高了产品质量。
本发明实施例提供的TFT阵列基板，如图9所示，包括：柔性基板201；在柔性基板基板201上形成有栅线(图9中未表示)和栅极202；在栅线和栅极202上形成有栅绝缘层203；在栅绝缘层203上形成有由石墨烯构成的数据线(图9中未表示)、源极208、半导体有源层207、漏极206和像素电极205；其中，源极208与半导体有源层207相接触，漏极206与半导体有源层207相接触，形成TFT沟道，像素电极与漏极206相接触；在数据线、源极208、半导体有源层207、漏极206和像素电极205上形成有保护层209。
进一步的，在本实施例中，柔性基板201可以为聚对苯二甲酸乙二醇酯或塑料；栅绝缘层203可以由有机树脂材料构成，如聚丙烯酸酯，或聚甲基丙烯酸甲酯，或聚酰亚胺等；半导体有源层207与源极208、漏极206及像素电极205同层，由石墨烯材料构成。在本实施例中，半导体有源层207的宽度小于下层栅极202，源极208与半导体有源层207相接触的区域，以及漏极206与半导体有源层207相接触的区域均位于栅极202的上方。在本实施例中，保护层209可以由有机树脂或抗弯折无机物构成。
本发明实施例提供的柔性TFT阵列基板，利用石墨烯作为半导体有源层、源极、漏极和像素电极，利用有机树脂等柔性材料作为栅绝缘层来制备TFT阵列基板。这样得到的TFT阵列基板，即使在多次弯曲和折叠之后，也很少发生龟裂，从而提高了产品质量。
本发明实施例还提供一种显示装置，使用了上述的柔性TFT阵列基板。上述显示装置可以为液晶面板、OLED面板、手机、电子书、液晶电视、平板电脑等。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。
Claims (9)
1.一种柔性TFT阵列基板制造方法，其特征在于，包括：
在柔性基板上形成金属层，通过第一次构图工艺处理得到栅线和栅极；
在所述栅线和栅极上形成栅绝缘层；
在所述栅绝缘层上形成石墨烯层，通过第二次构图工艺处理及氢化处理得到由石墨烯构成的半导体有源层；
在所述石墨烯层上，通过第三次构图工艺处理得到由石墨烯构成的数据线、源极、漏极和像素电极；其中，所述源极与所述半导体有源层相接触，所述漏极与所述半导体有源层相接触，形成TFT沟道，所述像素电极与所述漏极相接触；
在所述数据线、源极、半导体有源层、漏极、像素电极之上形成保护层。
2.根据权利要求1所述的柔性TFT阵列基板制造方法，其特征在于，在所述栅绝缘层上形成石墨烯层，通过第二次构图工艺处理及氢化处理得到由石墨烯构成的半导体有源层包括：
在所述栅绝缘层上，利用等离子体增强化学气相沉积法沉积一层石墨烯材料，或者旋涂一层水溶性单层或多层石墨烯材料，形成石墨烯层；
在所述石墨烯层上涂覆光刻胶，经过曝光、显影后露出沟道区的石墨烯；
利用H2，或H2和Ar2的混合气体对所述沟道区的石墨烯进行氢化处理；
剥离掉剩余的光刻胶，在所述栅极的上方得到由石墨烯构成的半导体有源层。
3.根据权利要求1或2所述的柔性TFT阵列基板制造方法，其特征在于，所述半导体有源层的宽度小于所述栅极的宽度，使得形成TFT沟道的所述源极与所述半导体有源层相接触的区域，以及所述漏极与所述半导体有源层相接触的区域均位于所述栅极的上方。
4.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述栅绝缘层为有机树脂构成。
5.一种柔性TFT阵列基板，其特征在于，包括：
柔性基板；
所述柔性基板上形成有栅线和栅极；
所述栅线和栅极上形成有栅绝缘层；
在所述栅绝缘层上形成有由石墨烯构成的数据线、源极、漏极和像素电极及由氢化处理后的石墨烯构成的半导体有源层；其中，所述源极与所述半导体有源层相接触，所述漏极与所述半导体有源层相接触，形成TFT沟道，所述像素电极与所述漏极相接触；
在所述数据线、源极、半导体有源层、漏极和像素电极上形成有保护层。
6.根据权利要求5所述的柔性TFT阵列基板，其特征在于，所述柔性基板的材料包括聚对苯二甲酸乙二醇酯或塑料。
7.根据权利要求5所述的柔性TFT阵列基板，其特征在于，所述栅绝缘层的材料为有机树脂。
8.根据权利要求5所述的柔性TFT阵列基板，其特征在于，所述栅绝缘层的材料为包括聚丙烯酸酯，或聚甲基丙烯酸甲酯，或聚酰亚胺等的柔性材料。
9.一种显示装置，其特征在于，包括权利要求5～8任一项所述的柔性TFT阵列基板。
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