CN105098074A - 薄膜晶体管及其制作方法、阵列基板、显示面板及装置 - Google Patents

薄膜晶体管及其制作方法、阵列基板、显示面板及装置 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种薄膜晶体管及其制作方法、阵列基板、显示面板及装置，该方法包括在亲水的结构层上形成有机半导体层的步骤；其中，所述在亲水的结构层上形成有机半导体层的步骤，包括：在所述亲水的结构层的上表面形成亲油材料层；对所述亲油材料层进行图案化，去除待形成有机半导体层的区域之外的亲油材料，保留位于所述待形成有机半导体层的区域的亲油材料得到亲油层；采用亲油的有机材料利用湿法工艺在所述亲油层上形成有机半导体层。本发明提供的薄膜晶体管的制作方法，能够较为简单的实现薄膜晶体管的湿法制备。

Description

薄膜晶体管及其制作方法、阵列基板、显示面板及装置
技术领域
本发明涉及显示技术领域，尤其涉及一种薄膜晶体管及其制作方法、阵列基板、显示面板及装置。
背景技术
随着显示器制造技术的发展，液晶显示器技术发展迅速，己经取代了传统的显像管显示器而成为未来平板显示器的主流。在液晶显示器技术领域中，薄膜晶体管液晶显示器TFT-LCD(ThinFilmTransistorLiquidCrystalDisplay)以其大尺寸、高度集成、功能强大、工艺灵活、低成本等优势而广泛应用于电视机、电脑等领域。
有机薄膜晶体管是指半导体层由有机材料制成的晶体管。相比于传统的薄膜晶体管，有机薄膜晶体管的制作成本更低，具有更广泛的应用价值。但是有机薄膜晶体管的有机材料很难通过大面积的湿法工艺形成在承载有机材料的膜层(一般为亲水的结构层)上，限制了有机薄膜晶体管技术的推广。
发明内容
本发明的一个目的在于解决上述技术问题。
第一方面，本发明提供了一种薄膜晶体管的制作方法，包括在亲水的结构层上形成有机半导体层的步骤；所述在亲水的结构层上形成有机半导体层的步骤，包括：
在所述亲水的结构层的上表面形成亲油材料层；
对所述亲油材料层进行图案化，去除待形成有机半导体层的区域之外的亲油材料，保留位于所述待形成有机半导体层的区域的亲油材料得到亲油层；
采用亲油的有机材料利用湿法工艺在所述亲油层上形成有机半导体层。
进一步的，所述亲水的结构层为栅绝缘层。
进一步的，所述亲油材料层的材料为六甲基二硅胺烷。
进一步的，对所述亲油材料层进行图案化，去除待形成有机半导体层的区域之外的亲油材料，保留位于所述待形成有机半导体层的区域的亲油材料得到亲油层，具体包括：
在所述亲油材料层上涂覆光刻胶，并对所述光刻胶进行曝光显影形成光刻胶保留区域和光刻胶去除区域；
去除光刻胶保留区域的部分光刻胶，并去除光刻胶去除区域的亲油材料；
剥离光刻胶保留区域剩余部分的光刻胶，得到亲油层。
进一步的，去除光刻胶保留区域的部分光刻胶，并去除光刻胶去除区域的亲油材料之后，剥离光刻胶保留区域的部分光刻胶，得到亲油层之前，所述方法还包括：
对去除了亲油材料的区域的亲水的结构层的上表面进行亲水处理，以提高该区域的亲水的结构层的上表面的亲水性。
进一步的，所述对去除了亲油材料的区域的亲水的结构层的上表面进行亲水处理包括：
采用表面处理剂对去除了亲油材料的区域的亲水的结构层的上表面进行清洗；或者
采用离子轰击法对去除了亲油材料的区域的亲水的结构层的上表面进行轰击。
进一步的，所述表面处理剂为苯甲酸或者重氮盐。
进一步的，所述亲油的有机材料为6，13-双(三异丙基硅烷基乙炔基)并五苯。
第二方面，本发明提供了一种有机薄膜晶体管，包括：亲水的结构层以及形成在所述亲水的结构层之上的亲油层，形成在所述亲油层之上的有机半导体层，所述有机半导体层与所述亲油层面积一致，位置对应。
第三方面，本发明提供了一种阵列基板，包括基底以及形成在所述基底上的有机薄膜晶体管阵列，所述有机薄膜晶体管阵列中的有机薄膜晶体管上述的有机薄膜晶体管。
第四方面，本发明提供了一种显示面板，包括上述的阵列基板。
第五方面，本发明提供了一种显示装置，包括上述的显示面板。
本发明提供的薄膜晶体管的制作方法中，首先在亲水的结构层上形成亲油材料层，之后对亲油材料层进行图案化得到亲油层，这样在通过湿法工艺沉积亲油的有机材料时，有机材料仅会在亲油层处附着。这样就较为简单的实现了薄膜晶体管的湿法制备。
附图说明
图1-7为本发明实施例一提供的薄膜晶体管的制作方法的流程图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。
本发明提供的薄膜晶体管的制作方法，包括在亲水的结构层上形成有机半导体层的步骤；该在亲水的结构层上形成有机半导体层的步骤，包括：
在所述亲水的结构层的上表面形成亲油材料层；
对所述亲油材料层进行图案化，去除待形成有机半导体层的区域之外的亲油材料，保留位于所述待形成有机半导体层的区域的亲油材料得到亲油层；
采用亲油的有机材料利用湿法工艺在所述亲油层上形成有机半导体层。
本发明提供的薄膜晶体管的制作方法中，由于首先在亲水的结构层上形成亲油材料层，之后对亲油材料层进行图案化得到亲油层，这样在通过湿法工艺沉积亲油的有机材料时，有机材料仅会在亲油层处附着。这样就较为简单的实现了薄膜晶体管的湿法制备。
在具体实施时，根据薄膜晶体管的结构类型的不同，该亲水的结构层可能是指不同的层结构，比如可以为基底、栅绝缘层或钝化层等。另外，上述制作薄膜晶体的方法还一般包括制作栅电极和源漏电极的步骤，下面结合附图1的流程图对本发明提供的制作方法用于制作底栅型的薄膜晶体管的过程进行简要的说明，该方法可以具体包括：
步骤S1，在基底上形成栅电极和栅绝缘层，参见图1，为经过步骤S1之后得到的结构的示意图，包括基底1、形成在基底1上的栅电极2和栅绝缘层3；
步骤S2，在栅绝缘层上沉积亲油材料层4，经步骤S2之后得到的结构可以参考图2，与图1相比还还包括亲油材料层4。
在具体实施时，用于沉积亲油材料层的材料可以根据需要任意选择，只要该材料具有较好的亲油属性且能够附着在栅绝缘层上均能够实现本发明的技术方案，相应的也应该落入本发明的保护范围。
作为一种可选的方式，本发明实施例中，可以选用六甲基二硅胺烷作为亲油材料层，此时在上述的步骤S2中，可以沉积六甲基二硅胺烷的单分子层作为亲油材料层。选用六甲基二硅胺烷作为亲油材料层能够使得相应的亲油层的上表面更为有序，利于提高有机半导体层的迁移率。
步骤S3，在亲油材料层上涂覆光刻胶材料层，并进行曝光显影去除待形成有机半导体层的区域之外的光刻胶材料，得到光刻胶层保留区域和光刻胶去除区域。经步骤S3之后得到的结构可以参考图3，与图2相比还包括位于光刻胶保留其余的光刻胶层5。
步骤S4，对步骤S3得到的结构进行干法刻蚀，去除光刻胶保留区域的部分光刻胶，并去除光刻胶去除区域的亲油材料，此时仅在光刻胶保留区域保留有亲油材料，该部分结构以下称为亲油层。经步骤S4之后得到的结构可以参考图4，与图3相比在不包含光刻胶的光刻胶去除区域的亲油材料被去除。
步骤S5，对步骤S4得到的结构中去除了亲油材料的区域的栅绝缘层的上表面进行亲水处理，以提高该区域的栅绝缘层的上表面的亲水性。
具体来说，在步骤S5中，可以采用表面处理剂(如苯甲酸或者重氮盐)对去除了亲油材料的区域的栅绝缘层上表面进行清洗；或者采用离子轰击法对去除了亲油材料的区域的栅绝缘层上表面进行轰击。由于此时由于亲油层上覆盖有光刻胶，不会被表面处理剂处理，也不会被离子轰击。
步骤S5的处理可以提高栅绝缘层的亲水能力，相应的其亲油能力会降低，这样可以进一步提高与亲油层的亲油对比度，有利于改善所形成的有机半导体层的边缘(对应于亲油层的边缘)的形貌。当然在实际应用中，如果栅绝缘层和亲油层的亲油对比度本身足够高，或者通过选择合适的有机半导体材料避免上述的问题，并不必然需要步骤S5的处理。
步骤S6，剥离亲油层上方的剩余光刻胶。经步骤S6之后得到的结构可以参考图5，与图4相比，不包含光刻胶层5。
步骤S7，在步骤S6得到的结构之上采用湿法工艺在亲油层上形成有机半导体层。具体来说，可以在步骤S6得到的结构之上沉积亲油的有机半导体材料的溶液，由于有机半导体材料的亲油特性，其不会在亲水的结构层暴露的上表面附着，而仅会在亲油层的上表面附着。经步骤S6之后得到的结构可以参考图6，与图5相比，还包括有机半导体层6。
在具体实施时，这里的有机半导体材料可以为6，13-双(三异丙基硅烷基乙炔基)并五苯(Tips-pentacene)或者其他适于湿法工艺的有机半导体材料。
另外，上述的方法还一般包括形成源漏电极层、钝化层和像素电极层的步骤，具体的工艺流程可以参考现有技术中，在此不再详细说明。最终得到的结构可以参考图7，包括：基底1、形成在基底1上的栅电极2、形成在栅电极2之上的栅绝缘层3，形成在栅绝缘层3之上的亲油层4、形成在亲油层4之上的有机半导体层6、形成在有机半导体层6以及栅绝缘层3上方的源漏电极7、和形成在源漏电极7之上的钝化层8、形成在钝化层8上的像素电极9，钝化层8具有过孔，像素电极9通过该过孔连接源漏电极7。与现有技术不同的，经本发明实施例提供的方法得到的薄膜晶体管中具有亲油层4，且该亲油层4与有机半导体层6的位置对应，面积相同。
第二方面，本发明还提供了一种薄膜晶体管，该薄膜晶体管可以通过上述的薄膜晶体管制作方法制作，包括：亲水的结构层以及形成在所述亲水的结构层之上的亲油层，层叠形成在所述亲油层之上的有机半导体层，所述有机半导体层的面积与所述亲油层的面积一致，位置对应。当该薄膜晶体管为底栅型薄膜晶体管时，一种可能的结构可以参考图7。
第三方面，本发明还提供了一种阵列基板，该阵列基板上形成有多个薄膜晶体管，各个薄膜晶体管为第二方面所提供的薄膜晶体管。
第四方面，本发明提供了一种显示面板，包括第三方面所述的阵列基板。
第五方面，本发明还提供了一种显示装置，该显示装置包括第四方面所述的显示面板。具体的，该显示装置可以为手机、电脑、电视机、平板电脑等任何具有显示功能的装置。
以上所述仅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，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (12)

1.一种薄膜晶体管的制作方法，包括在亲水的结构层上形成有机半导体层的步骤；其特征在于，所述在亲水的结构层上形成有机半导体层的步骤，包括：
在所述亲水的结构层的上表面形成亲油材料层；
对所述亲油材料层进行图案化，去除待形成有机半导体层的区域之外的亲油材料，保留位于所述待形成有机半导体层的区域的亲油材料得到亲油层；
采用亲油的有机材料利用湿法工艺在所述亲油层上形成有机半导体层。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述亲水的结构层为栅绝缘层。
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述亲油材料层的材料为六甲基二硅胺烷。
4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，对所述亲油材料层进行图案化，去除待形成有机半导体层的区域之外的亲油材料，保留位于所述待形成有机半导体层的区域的亲油材料得到亲油层，具体包括：
在所述亲油材料层上涂覆光刻胶，并对所述光刻胶进行曝光显影形成光刻胶保留区域和光刻胶去除区域；
去除光刻胶保留区域的部分光刻胶，并去除光刻胶去除区域的亲油材料；
剥离光刻胶保留区域剩余部分的光刻胶，得到亲油层。
5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，去除光刻胶保留区域的部分光刻胶，并去除光刻胶去除区域的亲油材料之后，剥离光刻胶保留区域的部分光刻胶，得到亲油层之前，所述方法还包括：
对去除了亲油材料的区域的亲水的结构层的上表面进行亲水处理，以提高该区域的亲水的结构层的上表面的亲水性。
6.如权利要求5所述的方法，其特征在于，所述对去除了亲油材料的区域的亲水的结构层的上表面进行亲水处理包括：
采用表面处理剂对去除了亲油材料的区域的亲水的结构层的上表面进行清洗；或者
采用离子轰击法对去除了亲油材料的区域的亲水的结构层的上表面进行轰击。
7.如权利要求6所述的方法，其特征在于，所述表面处理剂为苯甲酸或者重氮盐。
8.如权利要求1-7任一项所述的方法，其特征在于，所述亲油的有机材料为6，13-双(三异丙基硅烷基乙炔基)并五苯。
9.一种有机薄膜晶体管，其特征在于，包括：亲水的结构层以及形成在所述亲水的结构层之上的亲油层，形成在所述亲油层之上的有机半导体层，所述有机半导体层与所述亲油层面积一致，位置对应。
10.一种阵列基板，其特征在于，包括基底以及形成在所述基底上的有机薄膜晶体管阵列，所述有机薄膜晶体管阵列中的有机薄膜晶体管为如权利要求9所述的有机薄膜晶体管。
11.一种显示面板，其特征在于，包括如权利要求10所述的阵列基板。
12.一种显示装置，其特征在于，包括如权利要求11所述的显示面板。
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