CN107591480A - 像素结构垂直沟道有机薄膜晶体管及其制作方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种像素结构垂直沟道有机薄膜晶体管，包括分布于基板的上表面的第一电极层，该第一电极层包括公共电极层和源极层以及设于所述基板的上表面上方第二电极层，该第二电极层包括的像素电极层和漏极层；所述第一电极层和所述基板之间设有绝缘层；所述像素电极层和所述绝缘层的上部分布有垂直于所述绝缘层的沟道，所述沟道将所述像素电极层分成多个相互隔离的立体像素电极；所述像素电极层连接于有机薄膜晶体管的漏极层，所述漏极层、源极层上沉积有有源层，所述有源层上分别沉积有栅极层以及位于有源层和栅极层之间的栅绝缘层。本发明还公开了一种像素结构垂直沟道有机薄膜晶体管的制作方法。
Description
技术领域
本发明涉及显示技术领域等领域，具体为一种像素结构垂直沟道有机薄膜晶体管及其制作方法。
背景技术
随着显示技术的发展，液晶显示器(Liquid Crystal Display，LCD)等平面显示装置因具有高画质、省电、机身薄及应用范围广等优点，而被广泛的应用于手机、电视、个人数字助理、数字相机、笔记本电脑、台式计算机等各种消费性电子产品，成为显示装置中的主流。
有机发光二极管(Organic Light-Emitting Diode，OLED)显示器，也称为有机电致发光显示器，是一种新兴的平板显示装置，由于其具有自发光、驱动电压低、发光效率高、响应时间短、清晰度与对比度高、近180°视角、使用温度范围宽，可实现柔性显示与大面积全色显示等诸多优点，被业界公认为是最有发展潜力的显示装置。
目前IPS(In-Plane Switching，平面转换)技术的液晶面板技术，俗称“SuperTFT”。TFT器件的半导体沟道大多采用二维平面结构，沟道长度均会做得比较长，从而限制了器件的开关比，同时，TFT的尺寸也会做得比较大，降低了开口率，且IPS模式驱动电压最高，功耗大。
发明内容
本发明的目的是：提供一种像素结构垂直沟道有机薄膜晶体管，将TFT器件半导体沟道做成垂直结构，从而可减小沟道长度，进而可提高TFT器件的开关比；同时也减小了TFT器件的尺寸，提高了开口率，IPS结构像素电极制作成立体像素电极，不仅会降低驱动电压，而且会增大透过率。
实现上述目的的技术方案是：一种像素结构垂直沟道有机薄膜晶体管，包括分布于基板的上表面的第一电极层，该第一电极层包括公共电极层和源极层；以及设于所述基板的上表面上方第二电极层，该第二电极层包括的像素电极层和漏极层；所述第一电极层和所述基板之间设有绝缘层；所述像素电极层和所述绝缘层的上部分布有垂直于所述绝缘层的沟道，所述沟道将所述像素电极层分成多个相互隔离的立体像素电极；所述像素电极层连接于有机薄膜晶体管的漏极层，所述漏极层、源极层上沉积有有源层，所述有源层上分别沉积有栅极层以及位于有源层和栅极层之间的栅绝缘层。
在本发明一较佳实施例中，所述漏极层和所述源极层均为单金属层或多层金属叠层。
在本发明一较佳实施例中，所述漏极层和所述源极层的层厚范围为100nm-400nm。
在本发明一较佳实施例中，所述有源层的半导体的材料为铟镓锌氧化物或非晶硅。
在本发明一较佳实施例中，所述绝缘层分为第一绝缘层和第二绝缘层，所述第二绝缘层设于所述第一绝缘层的上方，所述垂直沟道穿过所述第二绝缘层的层体以及所述第一绝缘层的上部。
在本发明一较佳实施例中，所述第一绝缘层为光阻绝缘层；所述光阻绝缘层为PFA膜层。
在本发明一较佳实施例中，所述PFA膜层的层厚范围为1500nm-5000nm。
在本发明一较佳实施例中，所述立体像素电极的表面到所述沟道的底面的垂直距离范围为1000nm-4000nm。
本发明的另一个目的在于：提供一种所述像素结构垂直沟道有机薄膜晶体管的制作方法。
实现上述目的的技术方案是：一种所述像素结构垂直沟道有机薄膜晶体管的制作方法，包括以下步骤：
步骤S1)在基板的上表面的分别沉积第一电极层，并将所述第一电极层图案化；步骤S2)在基板上依次沉积绝缘层、第二电极层，并将所述绝缘层、第二电极层图像化；步骤S3)在基板及源极层上分别依次沉积并图案化有源层、栅绝缘层以及栅极层；步骤S4)在像素电极层以及绝缘层的上部形成垂直于所述绝缘层的沟道以及立体像素电极。
在本发明一较佳实施例中，所述步骤S2)包括在基板上依次沉积并图像化第一绝缘层、第二绝缘层；所述步骤S4)包括在第一绝缘层光阻曝光后，定义立体像素电极区，湿刻图案化像素电极层，再干刻第二绝缘层及第一绝缘层的上部形成所述沟道和立体像素电极。
本发明的优点是：本发明的像素结构垂直沟道有机薄膜晶体管及其制作方法，将TFT器件半导体的沟道做成垂直结构，从而可减小沟道长度，进而可提高TFT器件的开关比；同时也减小了TFT器件的尺寸，提高了开口率。利用金属材料形成IPS结构的像素电极，可以应用于高解析度面板上；将IPS结构像素电极制作成立体电极，通过蚀刻掉绝缘层的使电极立体化，不仅会降低驱动电压，而且会增大透过率。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明作进一步解释。
图1是像素结构垂直沟道有机薄膜晶体管的俯视图。
图2是像素结构垂直沟道有机薄膜晶体管的一截面图。
图3是像素结构垂直沟道有机薄膜晶体管制作方法的步骤流程图。
其中，
1 基板； 21 公共电极层；
22 源极层； 211 公共电极；
31 第一绝缘层； 32 第二绝缘层；
41 像素电极层； 42 漏极层；
411 立体像素电极； 6 沟道；
51 有源层； 52 栅绝缘层；
53 栅极层。
具体实施方式
以下实施例的说明是参考附加的图式，用以例示本发明可用以实施的特定实施例。本发明所提到的方向用语，例如「上」、「下」、「前」、「后」、「左」、「右」、「顶」、「底」等，仅是参考附加图式的方向。因此，使用的方向用语是用以说明及理解本发明，而非用以限制本发明。
实施例
如图1、图2所示，一种像素结构垂直沟道有机薄膜晶体管，包括第一电极层(公共电极层21和源极层22)、第二电极层(像素电极层41和漏极层42)、绝缘层以及有源层51、栅绝缘层52和栅极层53。
本实施例中，所述第一电极层分布于基板1的上表面，该第一电极层包括公共电极区和源极区，公共电极区上分布公共电极层21，源极区分布源极层22。所述公共电极层21图案化后形成多个相互分隔的公共电极211，所述源极层22图案化后形成源极，所述源极通过公共电极线连接于所述公共电极层21。
本实施例中，所述绝缘层分布于第一电极层和基板1之间，该绝缘层包括第一绝缘层31、第二绝缘层32，该第一绝缘层31设于所述基板1上，所述第二绝缘层32设于所述第一绝缘层31上，其中，所述第一绝缘层31为透明的光阻层，该光阻层为PFA膜层。所述PFA膜层的层厚范围为1500nm-5000nm。所述PFA膜层的层厚可以根据实际需要调整，但不能过厚，过厚则TFT器件高度过高，影响产品性能，同时也不能过薄，过薄，则无法设置垂直的沟道6，或者设置的垂直的沟道6的不能满足性能要求。
本实施例中，所述第二电极层设于所述第二绝缘层32上。该第二电极层包括像素电极区和漏极区，在该像素电极区上分布像素电极层41和在漏极区上分布漏极层42。
本实施例中，对所述像素电极层41、第二绝缘层32图案化，形成一垂直于所述第二绝缘层32的沟道6，该沟道6穿过所述像素电极层41并延伸至第二绝缘层32的中部或下部。所述沟道6将所述像素电极层41分成多个相互隔离的立体像素电极411。所述立体像素电极411的高度即所述立体像素电极411的表面到所述沟道6的底面的垂直距离，其范围为1000nm-4000nm。所述立体像素电极411的高度根据所述绝缘层的高度设置的。
本实施例中，所述漏极层42、源极层22上沉积有有源层51，所述有源层51上分别沉积有栅极层53以及位于有源层51和栅极层53之间的栅绝缘层52。
本实施例中，所述漏极层42和所述源极层22均为单金属层或多层金属叠层。所述漏极层42和所述源极层22的层厚范围为100nm-400nm。如果层厚过厚，则所需形成沟道6的高度就会越高，沟道6越高，则TFT器件高度过高，影响产品性能。在本发明一较佳实施例中，所述有源层51的半导体的材料为铟镓锌氧化物或非晶硅。
实现上述的所述像素结构垂直沟道6有机薄膜晶体管的制作方法，具体包括如下的步骤。
如图3所示，一种所述像素结构垂直沟道有机薄膜晶体管的制作方法，包括以下步骤。
步骤S1)在基板1的上表面的分别沉积第一电极层，并将所述第一电极层图案化。在步骤S1)中，首先分划公共电极区、源极区，在公共电极区上沉积公共电极层21以及在源极区上沉积源极层22，并分别对公共电极层21、源极层22图案化处理，如公共电极层21图案化后形成多个相互分隔的公共电极211。
步骤S2)在基板1上依次沉积绝缘层、第二电极层，并将所述绝缘层、第二电极层图像化。在步骤S2)中，首先，在基板1上沉积第一绝缘层31，并对第一绝缘层31图像化处理，再在第一绝缘层31上沉积第二绝缘层32，并对第二绝缘层32图像化处理，最后在第二绝缘层32上沉积第二电极层。沉积第二电极层时，首先划分漏极区和像素电极区，并分别在漏极区和像素电极区上沉积漏极层42和像素电极层41，并分别对漏极层42和像素电极层41图案化处理。
步骤S3)在基板1及源极层22上分别依次沉积并图案化有源层51、栅绝缘层52以及栅极层53。所述有源层51由基板1表面向上延伸至所述第一电极层上，栅绝缘层52分布在有源层51上，所述栅极层53分布在栅绝缘层52上。
步骤S4)在像素电极层41以及绝缘层的上部形成垂直于所述绝缘层的沟道6以及立体像素电极411。在所述步骤S4)包括在第一绝缘层31的光阻曝光后，定义立体像素电极411区，湿刻图案化像素电极层41，再干刻第二绝缘层32及第一绝缘层31的上部形成所述沟道6和立体像素电极411。本实施例中，所述立体像素电极411和所述公共电极211错位分布。
以上仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种像素结构垂直沟道有机薄膜晶体管，其特征在于，包括分布于基板的上表面的第一电极层，该第一电极层包括公共电极层和源极层以及设于所述基板的上表面上方第二电极层，该第二电极层包括的像素电极层和漏极层；所述第一电极层和所述基板之间设有绝缘层；所述像素电极层和所述绝缘层的上部分布有垂直于所述绝缘层的沟道，所述沟道将所述像素电极层分成多个相互隔离的立体像素电极；所述像素电极层连接于有机薄膜晶体管的漏极层，所述漏极层、源极层上沉积有有源层，所述有源层上分别沉积有栅极层以及位于有源层和栅极层之间的栅绝缘层。
2.根据权利要求1所述的像素结构垂直沟道有机薄膜晶体管，其特征在于，所述漏极层和所述源极层均为单金属层或多层金属叠层。
3.根据权利要求1所述的像素结构垂直沟道有机薄膜晶体管，其特征在于，所述漏极层和所述源极层的层厚范围为100nm-400nm。
4.根据权利要求1所述的像素结构垂直沟道有机薄膜晶体管，其特征在于，所述有源层的半导体的材料为铟镓锌氧化物或非晶硅。
5.根据权利要求1所述的像素结构垂直沟道有机薄膜晶体管，其特征在于，所述绝缘层包括第一绝缘层和第二绝缘层，所述第二绝缘层设于所述第一绝缘层的上方，所述垂直沟道穿过所述第二绝缘层的层体以及所述第一绝缘层的上部。
6.根据权利要求5所述的像素结构垂直沟道有机薄膜晶体管，其特征在于，所述第一绝缘层为光阻绝缘层；所述光阻绝缘层为PFA膜层。
7.根据权利要求6所述的像素结构垂直沟道有机薄膜晶体管，其特征在于，所述PFA膜层的层厚范围为1500nm-5000nm。
8.根据权利要求1所述的像素结构垂直沟道有机薄膜晶体管，其特征在于，所述立体像素电极的表面到所述沟道的底面的垂直距离范围为1000nm-4000nm。
9.一种根据权利要求1-9任一项所述像素结构垂直沟道有机薄膜晶体管的制作方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤S1)在基板的上表面的分别沉积第一电极层，并将所述第一电极层图案化；
步骤S2)在基板上依次沉积绝缘层、第二电极层，并将所述绝缘层、第二电极层图像化；
步骤S3)在基板及源极层上分别依次沉积并图案化有源层、栅绝缘层以及栅极层；
步骤S4)在像素电极层以及绝缘层的上部形成垂直于所述绝缘层的沟道以及立体像素电极。
10.根据权利要求9所述像素结构垂直沟道有机薄膜晶体管的制作方法，其特征在于，所述步骤S2)包括在基板上依次沉积并图像化第一绝缘层、第二绝缘层；所述步骤S4)包括在第一绝缘层的光阻曝光后，定义立体像素电极区，湿刻图案化像素电极层，再干刻第二绝缘层及第一绝缘层的上部，形成所述沟道和立体像素电极。
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