CN1905231A - 薄膜晶体管基板及其制造方法 - Google Patents

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Abstract

本发明的实施例提供了一种薄膜晶体管基板，包括：绝缘基板；栅极布线，形成在绝缘基板上；第一栅极绝缘层，由无机材料制成，形成在栅极布线上并具有第一绝缘层接触孔，以露出至少部分栅极布线；第二栅极绝缘层，由有机材料制成，形成在第一栅极绝缘层上并具有与第一绝缘层接触孔相对应的第二绝缘层接触孔；源电极和漏电极，形成在第二栅极绝缘层上并彼此分离，以限定沟道区；以及有机半导体层，形成在沟道区上。因此，本发明提供了一种TFT特性被改进的有机TFT基板。

Description

薄膜晶体管基板及其制造方法
相关申请的交叉引用
本申请要求于2005年7月25日在韩国知识产权局提交的韩国专利申请第2005-0067516号的优先权，其全部内容结合于此作为参考。
技术领域
本发明涉及一种薄膜晶体管(“TFT”)基板，更具体地，涉及一种其中设置有有机半导体层的TFT基板。
背景技术
TFT基板包括作为开关的TFT以及用于控制并驱动每个像素运行的驱动装置。TFT包括半导体层，并且该半导体层通常由非晶硅或多晶硅制成。然而，最近有机半导体材料已经替代了半导体层。
由于有机半导体材料可在室温和大气压下形成，所以它们具有了多个优点。例如，可降低制造成本，以及可将有机半导体材料应用于易受热损坏的塑料基板。然而，有机半导体材料也有缺点，例如，其耐化学性和耐等离子性(plasma resistance)差。
包括如上所述的有机半导体材料的有机TFT包括绝缘基板；栅电极，形成在绝缘基板上；栅极绝缘膜，覆盖栅电极并由有机材料制成；源电极和漏电极，被栅电极分离，以限定沟道区；有机半导体层，形成在沟道区中；第一钝化层，形成在有机半导体层上；以及第二钝化层，形成在第一钝化层上并且包含铝。
然而，由于有机TFT仅由单层栅极绝缘膜构成，所以栅极绝缘膜可能不能提供足够的数据布线和栅极布线之间的绝缘。由于这种绝缘缺陷，增加了TFT的滞后宽度，因此有机TFT具有很差的再现性。此外，第二钝化层(通常包含铝)对于在其上形成有第二钝化层的第一钝化层具有大的压力，从而导致被称为“起皱(lifting)”的现象。起皱现象还可使有机TFT结构的滞后特性劣化。
发明内容
因此，本发明的一个方面提供了一种有机TFT基板，其中，TFT的一个或多个性能特性(例如，TFT滞后特性)得到改进。
本发明的另一方面提供了一种有机TFT基板的制造方法，其中，TFT的一个或多个特性得到了改进。
本发明的其它特征将在以下的描述中阐述，并且部分将通过描述而变得显而易见，或可通过实施本发明而理解。
通过提供一种薄膜晶体管基板可实现本发明的上述和/或其它方面，该薄膜晶体管基板包括：绝缘基板；栅极布线，形成在绝缘基板上；第一栅极绝缘层，包括无机材料，形成在栅极布线上并具有第一绝缘层接触孔，以露出至少一部分栅极布线；第二栅极绝缘层，包括有机材料，形成在第一栅极绝缘层上并具有与第一绝缘层接触孔相对应设置的第二绝缘层接触孔；源电极和漏电极，形成在第二栅极绝缘层上并彼此分离，以限定沟道区；以及有机半导体层，形成在沟道区中。
根据本发明的一个方面，第一栅极绝缘层包括SiOX和SiNX中的至少一种。
根据本发明的一个方面，第二栅极绝缘层包括Si聚合物、偶氮二异丁腈(AIBN)、四丁基正钛酸酯(tetra butyl ortho titanate，Ti(OBu)4)、以及丁醇中的至少一种。
根据本发明的一个方面，栅极布线包括栅极线，在绝缘基板上沿一个方向延伸；栅极焊盘，形成在栅极线的一端；栅电极，形成在与有机半导体层相对应的位置；以及连接器，用于覆盖第一和第二绝缘层接触孔。
根据本发明的一个方面，薄膜晶体管基板还包括形成在绝缘基板和栅极布线之间的数据布线，其中，数据布线包括与栅极线交叉并限定像素区域的数据线、以及形成在数据线一端的数据焊盘(datapad)。
根据本发明的一个方面，数据布线还包括在与栅电极相对应的位置形成的遮光层，以覆盖有机半导体层。
根据本发明的一个方面，薄膜晶体管基板还包括第一缓冲层，该第一缓冲层形成在数据布线和栅极布线之间并具有第一缓冲层接触孔，以露出至少一部分数据线和数据焊盘。
根据本发明的一个方面，第一缓冲层包括SiOX和SiNX中的至少一种。
根据本发明的一个方面，薄膜晶体管基板还包括第二缓冲层，该第二缓冲层包括丙烯酸基树脂、聚乙烯醇、苯并环丁烯、聚乙烯酚基树脂(polyvinyl phenolic-based resin)、氟基聚合物、以及聚苯乙烯树脂中的至少一种。
根据本发明的一个方面，第二缓冲层形成有第二缓冲层接触孔，以露出数据线。
根据本发明的一个方面，薄膜晶体管基板还包括数据焊盘接点，通过连接件与数据焊盘连接；以及栅极焊盘接点，用于覆盖被第一和第二绝缘层接触孔露出的栅极焊盘。
根据本发明的一个方面，源电极、漏电极、数据焊盘接点、以及栅极焊盘接触件形成在同一层上，并且包含氧化铟锡(ITO)和氧化铟锌(IZO)中的至少一种。
根据本发明的一个方面，薄膜晶体管基板还包括钝化层，用于覆盖有机半导体层。
通过提供一种薄膜晶体管基板可实现本发明的上述和/或其它方面，该薄膜晶体管基板包括：绝缘基板；栅极布线，形成在绝缘基板上；栅极绝缘层，形成在栅极布线上并具有绝缘层接触孔，以露出至少一部分栅极布线；源电极和漏电极，形成在栅极绝缘层上并彼此分离，以限定沟道区；有机半导体层，形成在沟道区中；第一钝化层，形成在有机半导体层上并由氟基聚合物构成；以及第二钝化层，形成在第一钝化层上并由透明电极材料制成。
根据本发明的一个方面，第二钝化层包括ITO和IZO中的至少一种。
根据本发明的一个方面，栅极布线包括栅极线，在绝缘基板上沿一个方向延伸；栅极焊盘，形成在栅极线的一端；栅电极，形成在与有机半导体层相对应的位置；以及连接器，覆盖第一和第二绝缘层接触孔。
根据本发明的一个方面，薄膜晶体管基板还包括形成在绝缘基板和栅极布线之间的数据布线，其中，数据布线包括与栅极线交叉并限定像素区域的数据线、以及形成在数据线一端的数据焊盘。
根据本发明的一个方面，薄膜晶体管基板还包括第一缓冲层，该第一缓冲层包括在数据布线和栅极布线之间形成的无机材料并具有第一缓冲层接触孔，以露出至少一部分数据线和数据焊盘。
根据本发明的一个方面，薄膜晶体管基板还包括第二缓冲层，该第二缓冲层包括在第一缓冲层和栅极布线之间形成的有机材料，并具有第二缓冲层接触孔，以露出数据线。
根据本发明的一个方面，薄膜晶体管基板还包括数据焊盘接点，通过连接器与数据焊盘连接；以及栅极焊盘接点，用于覆盖被第一和第二绝缘层接触孔露出的栅极焊盘。
通过提供一种薄膜晶体管基板可实现本发明的上述和/或其它方面，该薄膜晶体管基板包括：绝缘基板；栅极布线，形成在绝缘基板上；第一栅极绝缘层，包括无机材料，形成在栅极布线上并具有第一绝缘层接触孔，以露出至少一部分栅极布线；第二栅极绝缘层，包括有机材料，形成在第一栅极绝缘层上并具有与第一绝缘层接触孔相对应设置的第二绝缘层接触孔；源电极和漏电极，形成在第二栅极绝缘层上并彼此分离，以限定沟道区；有机半导体层，形成在沟道区中；第一钝化层，形成在有机半导体层上并包括氟基聚合物；以及第二钝化层，形成在第一钝化层上并包括透明导电材料。
通过提供一种薄膜晶体管基板的制造方法可实现本发明的上述和/或其它方面，该方法包括以下步骤：设置绝缘基板；在绝缘基板上形成栅极布线；在栅极布线上形成第一栅极绝缘层，该第一绝缘层包括无机材料并具有第一绝缘层接触孔，以露出至少一部分栅极布线；在第一栅极绝缘层上形成第二栅极绝缘层，该栅极绝缘层包括有机材料并具有与第一绝缘层接触孔相对应设置的第二绝缘层接触孔；在第二栅极绝缘层上形成源电极和漏电极，其彼此分离并限定沟道区；以及在沟道区中形成有机半导体层。
根据本发明的一个方面，第一栅极绝缘层包括SiOX和SiNX中的至少一种。
根据本发明的一个方面，第二栅极绝缘层包括Si聚合物、偶氮二异丁腈(AIBN)、四丁基正钛酸酯(Ti(OBu)4)、以及丁醇中的至少一种。
根据本发明的一个方面，该方法还包括在有机半导体层上形成钝化层的步骤。
根据本发明的一个方面，栅极布线包括栅极线，在绝缘基板上沿一个方向延伸；栅极焊盘，形成在栅极线的一端；栅电极，形成在与有机半导体层相对应的位置；以及连接器，用于覆盖第一和第二绝缘层接触孔。
根据本发明的一个方面，该方法还包括在绝缘基板和栅极布线之间形成数据布线，其中，数据布线包括与栅极线交叉并限定像素区域的数据线、以及形成在数据线一端的数据焊盘。
根据本发明的一个方面，该方法还包括在数据布线和栅极布线之间形成缓冲层的步骤，该缓冲层具有缓冲层接触孔，以露出至少一部分数据线和数据焊盘。
根据本发明的一个方面，该方法还包括在形成源电极和栅电极时，形成通过连接器与数据焊盘连接的数据焊盘接点、以及用于覆盖被第一和第二绝缘层接触孔露出的栅极焊盘的栅极焊盘接点。
根据本发明的一个方面，通过蒸发法形成有机半导体层。
根据本发明的一个方面，通过喷墨法形成有机半导体层。
通过提供一种薄膜晶体管基板的制造方法可实现本发明的上述和/或其它方面，该方法包括以下步骤：设置绝缘基板；在绝缘基板上形成栅极布线；在栅极布线上形成栅极绝缘层，该栅极绝缘层具有绝缘层接触孔，以露出至少一部分栅极布线；在栅极绝缘层上形成彼此分离的源电极和漏电极，该源电极和漏电极限定沟道区；在源电极和漏电极上依次形成有机半导体层、包括氟基聚合物的第一钝化层、以及包括透明导电材料的第二钝化层；图样化第二钝化层以与沟道区相对应；以及使用第二钝化层图样化有机半导体层和第一钝化层。
根据本发明的一个方面，第二钝化层包括ITO和IZO中的至少一种。
根据本发明的一个方面，通过蒸发法形成有机半导体层。
根据本发明的一个方面，通过光刻工艺将局部位于沟道区上的第二钝化层图样化。
根据本发明的一个方面，通过喷墨法形成有机半导体层。
通常，在另一方面，一种显示装置包括基板。该显示装置还包括位于基板上的有机薄膜晶体管，其中，有机薄膜晶体管包括漏区、源区、以及沟道区，该沟道区包括与漏区和源区相通的有机半导体材料。有机半导体材料还包括最接近沟道区的栅区、以及用于使栅区与沟道区基本上绝缘的栅极绝缘区，该栅极绝缘区包括最接近栅区的第一基本上无机绝缘体材料以及最接近第一无机绝缘体材料的第二基本上有机绝缘体材料。
显示装置还可包括数据布线，用于将数据信号传输到有机薄膜晶体管；以及栅极布线，用于将选通信号传输到有机薄膜晶体管。显示装置还可包括位于数据布线和栅极布线之间并包括第一缓冲材料和第二缓冲材料的缓冲垫。第一缓冲材料可包括SiOX和SiNX中的至少一种。第二缓冲材料可包括丙烯酸基树脂、聚乙烯醇、苯并环丁烯、聚乙烯酚基树脂、氟基聚合物、以及聚苯乙烯树脂中的至少一种。
基板可位于显示器中并用于产生信号，以驱动使用有机薄膜晶体管的显示器。显示装置还可以包括显示器，该显示器可为液晶显示器。
应该理解，上述概括的描述和以下详细的描述是示例性的和说明性的，并对所要求保护的本发明提供进一步解释。
附图说明
本发明的上述和/或其他方面将会从下文中结合附图对示例性实施例的详细描述而更加明显并易于理解，在附图中：
图1是根据本发明第一实施例的TFT基板的配置图；
图2是沿图1的线II-II截取的横截面图；
图3A、3B、3C、3D、3E、3F、3G、3H、3I、3J以及3K是顺序地示出根据本发明的第一实施例的TFT基板的制造方法；
图4A是示出当使用单栅极绝缘膜时有机TFT的滞后特性的曲线图；
图4B是示出当使用根据本发明的第一实施例的双栅极绝缘膜时有机TFT的滞后特性的曲线图；
图5是示出当使用根据本发明的第一实施例的由ITO或IZO制成的第二钝化层时有机TFT的滞后特性的曲线图；以及
图6是根据本发明的第二实施例的TFT基板的横截面图。
具体实施方式
下面，将详细地描述本发明的示例性实施例。附图示出了示例性实施例，其中，相同的参考标号指的是相同的元件。在附图中，为了清楚起见，放大了层、膜、以及区域的厚度和大小。应该理解，当诸如层、膜、以及区域的元件指的是“位于(形成)”在另一元件上时，其可直接位于另一元件上或者也可存在介于其间的元件。
图1是根据本发明的第一实施例的TFT基板的配置图，以及图2是沿图1的线II-II截取的横截面图。
第一实施例的TFT基板100包括：绝缘基板110；数据布线120，形成在绝缘基板110上；第一和第二缓冲膜130、135，依次形成在数据布线120上；栅极布线140，形成在第二缓冲膜135上；第一和第二绝缘膜150和155，依次形成在栅极布线140上；透明电极层160，形成在第二栅极绝缘膜155上；有机半导体层170，形成在第二栅极绝缘膜155上，同时与透明电极层160的至少一部分接触；以及第一和第二钝化层180、190，依次形成在有机半导体层170上。
在一些实施例中，绝缘基板110可由玻璃或塑料制成。由塑料制成的绝缘基板110的实施例的优点在于TFT基板100可以是柔性的。然而，塑料也具有缺点，即绝缘基板110易受热损坏。这里所述的实施例使用在室温和大气压下形成的有机半导体层，使得绝缘基板110可由塑料材料制成，而不存在热损坏的风险。可用于绝缘基板110的塑料材料的实例包括聚碳酸酯(polycarbon)、聚酰亚胺(polyimide)、PES、PAR、PEN、PET等。
数据布线120形成在绝缘基板110上。数据布线120包括数据线121，形成在绝缘基板110上并沿一个方向延伸；数据焊盘123，形成在数据线121的一端，以接收来自基板外部的驱动或控制信号；以及遮光膜125，形成在与栅电极143相对应的位置，以遮蔽有机半导体层170。在一些实施例，可省略遮光膜125。
数据焊盘123接收来自外部的驱动和控制信号并将其提供给数据线121。数据布线120可以包括相对便宜且具有良好导电性的Al、Cr、Mo、以及Nd，和/或相对昂贵的Au、Pt、Pd中的至少一种。数据布线120可具有单层或多个层，包括至少一种上述材料。
第一和第二栅极绝缘膜150和155可被在数据布线形成工艺中所使用的化学材料损坏。由此，根据本发明的实施例，形成数据布线120，随后在数据布线120上形成第一和第二缓冲膜130和135。这可以保护第一和第二栅极绝缘膜150和155避免化学材料，从而防止有机半导体层170的滞后特性过度地劣化。
第一缓冲膜130覆盖绝缘基板110上的数据布线120。第一缓冲膜130可由诸如SiOX或SiNX等的无机材料制成，该无机材料具有良好的可加工性，以使数据布线120和栅极布线140电绝缘。第一缓冲膜130形成有第一缓冲膜接触孔131、132，以露出数据线121和数据焊盘123。由于第一缓冲膜130由SiOX或SiNX制成，所以可以重新进行栅极焊盘145和数据焊盘123的外引线焊接(OLB)操作。
由无机材料形成的第二缓冲膜135形成在第一缓冲膜130上。然而，优选地，第二缓冲膜135不接近数据焊盘123和栅极焊盘145所处位置的非显示区形成。如果在数据焊盘123和栅极焊盘145处留有较厚的有机膜，则可产生与驱动芯片(未示出)的接触缺陷。第二缓冲膜135形成有第二缓冲膜接触孔136，以露出数据线121。第二缓冲膜135可包括丙烯酸基树脂、聚乙烯醇、苯并环丁烯、聚乙烯酚基树脂、氟基聚合物、以及聚苯乙烯树脂中的至少一种。
第一和第二缓冲膜130和135减少了有机半导体层170的特性损坏。在没有第一和第二缓冲膜130和135的情况下，用在数据布线形成工艺中的化学材料或等离子可能保留并通过第一和第二缓冲膜接触孔131、132以及136和下面将描述的第一和第二绝缘膜接触孔151、152、153、156、157以及158之间的间隙，或通过膜之间的界面流入有机半导体层170。从而，该化学品或等离子可侵蚀具有较差的耐化学性和耐等离子性的有机半导体层170。第一和第二缓冲膜130和135也可用于防止遮光膜125作为浮动电极(floating electrode)。
栅极布线140形成在第二缓冲膜135上。栅极布线140包括与数据线121交叉行成的栅极线141，该数据线与栅极线141绝缘。邻近的栅极线141和数据线121限定像素区域。栅极布线140还包括栅极焊盘145，其形成在栅极线141的一端，以接收来自外部的驱动或控制信号；栅电极143，其在与有机半导体层170相对应的位置形成为栅极线141的分支(branch)；以及连接元件(连接器)147、149，其覆盖被第一缓冲膜接触孔131、132露出的数据布线120以及露出的数据布线120周围的缓冲膜130、135。
栅极焊盘145从外部接收用于控制TFT的ON/OFF操作的驱动和控制信号，并通过栅极线141将其传输到栅电极143。连接元件147、149用于减少源电极161与数据焊盘接触件以及数据布线120之间的接触缺陷。由第二缓冲膜接触孔136与第二绝缘膜接触孔156、157之间的大阶梯差产生接触缺陷，该缺陷产生的原因是由于第二缓冲膜135形成为较厚的有机膜并且第二栅极绝缘膜155也很厚。换句话说，连接件147、149介于数据线121和源电极161之间以及数据焊盘123和数据焊盘接触件(接点)167之间，并且第二绝缘膜接触孔156、157形成在数据布线120周围的缓冲膜130、135上，以使阶梯差减小。结果，源电极161和数据焊盘接触件167完全接触数据布线120。
栅极布线140也可包含Al、Cr、Mo、Nd、Au、Pt、Pd等中的至少一个，并且可具有单层或多层。
第一栅极绝缘膜150形成在栅极布线140上。第一栅极绝缘膜150使数据布线120与栅极布线140绝缘，并且同时防止杂质流入具有较差耐化学性和耐等离子性的有机半导体层170。第一栅极绝缘膜150可以包括具有良好的耐久性的SiOX或SiNX中的一种。
第一栅极绝缘膜150形成有第一绝缘膜接触孔153，露出栅极焊盘145。第一栅极绝缘膜150还包括第一绝缘膜接触孔151、152，以露出连接件147、149。
第二栅极绝缘膜155为形成在第一栅极绝缘膜150上的厚有机膜。栅极绝缘膜155可包含Si聚合物、偶氮二异丁腈(AIBN)、四丁基正钛酸酯(Ti(OBu)4)、以及丁醇中的至少一种。第二栅极绝缘膜155包括第二绝缘膜接触孔158，以露出栅极焊盘145；以及第二绝缘膜接触孔156、157，以露出连接件147、149。第二绝缘膜接触孔156、157、以及158与第一绝缘膜接触孔151、152、以及153相对应地设置。
透明电极层160形成在第二栅极绝缘膜155上。透明电极层160通过第一和第二绝缘膜接触孔151、156由连接件147连接到数据线121。透明电极层160包括源电极161，与有机半导体层170部分接触；漏电极163，通过在其间插入有机半导体层170与源电极161隔开；以及像素电极165，形成在像素区域中，以与漏电极163连接。
透明电极层160还包括数据焊盘接触件(接点)167，以覆盖被第一和第二绝缘膜接触孔152、157露出的连接件149；以及栅极焊盘接触件(接点)169，以覆盖被第一和第二绝缘膜接触孔153、158露出的栅极焊盘145。
透明电极层160包括诸如氧化铟锡(ITO)和/或氧化铟锌(IZO)等的透明导电材料。源电极161通过第一和第二绝缘膜接触孔151、156物理并电连接到数据线121，以接收图像信号。漏电极163通过沟道区(用A表示)与源电极161分离。漏电极163、源电极161、沟道区A、以及栅电极143形成TFT。TFT用作开关和驱动装置，用于控制并驱动每个像素电极165的操作。
有机半导体层170形成在沟道区A中。有机半导体层170与源电极161和漏电极163部分地接触，同时覆盖沟道区A。有机半导体层170可包括具有彼此连接的五个苯环的并五苯、四甲酸二酐(perylenetetracarboxlic dianhidride，PTCDA)、低聚噻吩(oligthiopene)、聚噻吩、聚噻吩乙烯(polythienylenevinylene)等，并也可包括现有有机半导体材料中的一种。
第一钝化层180形成在有机半导体层170上。第一钝化层180覆盖有机半导体层170，并且可为包括氟基聚合物的厚有机膜。在此，聚四氟乙烯(PTFE)、氟化乙丙烯(FEP)、聚四氟乙烯(PFA)、乙烯-四氯乙烯共聚物(ethylene tetra fluoro ethylene，ETFE)、聚偏氟乙烯(PVDF)等可用作氟基聚合物。
第二钝化层190可进一步地形成在第一钝化层180上。第二钝化层190用作掩模，用于使有机半导体层170和第一钝化层180图样化，并且也用以保护有机半导体层170，从而改进有机TFT的特性。第二钝化层190可由ITO或IZO形成。当第二钝化层190包括ITO和/或IZO而不是Al时，相对于第一钝化层180具有相对较小的压力。结果，更少地发生起皱现象，从而改进了有机TFT的特性。
同时，尽管没有示出，也可设置钝化膜以覆盖从第一和第二绝缘膜接触孔151、156到有机半导体层170的区域。钝化膜可以是低温钝化膜。
下面，参照图3A至图3K，详细地描述包括有机TFT的TFT基板的制造方法。
如图3A所示，制备绝缘基板110，该绝缘基板包括诸如玻璃、石英、陶瓷、塑料等的绝缘材料。优选地，塑料基板用于制造柔性TFT基板。
随后，如图3B所示，使用溅射法等，在绝缘基板110上沉积数据布线材料。使用光刻处理，形成数据线121、数据焊盘123、以及遮光膜125。在一些实施例中，可省略遮光膜125。
此外，如图3C所示，在绝缘基板110和数据布线120上涂覆第一缓冲材料，以形成第一缓冲膜130，该第一缓冲材料包括诸如SiNX、SiOX等的无机材料。可通过诸如化学汽相沉积(CVD)处理、等离子增强型化学汽相沉积(PE-CVD)处理等处理形成第一缓冲膜130。使用感光膜作为遮蔽掩模，通过蚀刻处理形成第一缓冲膜接触孔131、132，以露出数据布线120。
随后，如图3D所示，在第一缓冲膜130上涂覆第二缓冲材料，以形成第二缓冲膜135。然而，接近数据焊盘123和栅极焊盘145所处的非显示区未形成第二缓冲膜135。第二缓冲膜135可以包括丙烯酸基树脂、聚乙烯醇、苯并环丁烯、聚乙烯酚基树脂、氟基聚合物、以及聚苯乙烯树脂中的至少一种，并通过旋涂法或窄缝涂(slitcoating)法等形成。通过蚀刻处理，使用感光膜等作为遮蔽掩模来形成第二缓冲膜接触孔136，用于露出数据线121。
接下来，如图3E所示，在通过溅射法等在第二缓冲膜135上沉积包括Al、Cr、Mo、Au、Pt、Pd、Nd等中的至少一种的栅极布线材料之后，使用光刻处理，形成栅极线141、栅电极143、栅极焊盘145、以及连接件147、149。
如图3F所示，在栅极布线140和第二缓冲膜135上形成包括SiNX、SiOX中至少一种的第一栅极绝缘膜150。可通过CVD或PE-CVD法形成第一栅极绝缘膜150。通过蚀刻处理，使用感光膜等作为遮蔽掩模形成第一绝缘膜接触孔151、152、153。
此外，如图3G所示，在第一栅极绝缘膜150上形成第二栅极绝缘膜155，作为厚有机膜。第二栅极绝缘膜155可以包括Si聚合物、偶氮二异丁腈(AIBN)、四丁基正钛酸酯(Ti(OBu)4)、以及丁醇中的至少一种，并通过旋涂法或窄缝涂法等形成。此外，使用蚀刻处理，在第二栅极绝缘膜155中形成用于露出栅极焊盘145的第二绝缘接触孔158以及用于露出连接件147、149的第二绝缘接触孔156、157。第二绝缘接触孔158和第二绝缘接触孔156、157的位置对应于第一绝缘膜接触孔151、152、153的位置。
如图3H所示，使用溅射法，在第一栅极绝缘膜150上涂覆诸如ITO或IZO的透明导电金属氧化材料(透明导电材料)，随后使用光刻处理和/或蚀刻处理形成透明电极层160。
透明电极层160通过第一和第二绝缘膜接触孔151、156连接至数据线121。透明电极层160包括源电极161，其至少与有机半导体层170部分地接触；漏电极163，通过其间的有机半导体层170与源电极161隔开并限定沟道区A；以及像素电极165，位于像素区域中，以连接至漏电极163。透明电极层160还包括数据焊盘接触件167，通过第一和第二绝缘膜接触孔152、157连接至数据焊盘123；以及栅极焊盘接触件169，通过绝缘膜接触孔153、158连接至栅极焊盘145。
随后，如图3I所示，在透明电极层160上涂覆有机半导体溶液，以形成有机半导体层170。可通过蒸发或涂覆法形成有机半导体层170。可在显示区中，而不在接近数据焊盘123和栅极焊盘145的非显示区中形成有机半导体层170。
如图3J所示，通过旋涂法或窄缝涂法，在有机半导体层170上形成包括氟基聚合物的第一钝化层180。可在显示区中，而不在接近数据焊盘123和栅极焊盘145的非显示区中形成第一钝化层180。
此外，通过溅射法，在第一钝化层180上形成包括ITO和IZO中的至少一种的第二钝化层190。
如图3K所示，使用光刻处理来将第二钝化层190图样化，使得在对应于沟道区A的位置保留第二钝化层190。
随后，通过蚀刻处理，使用图样化的第二钝化层190作为遮蔽掩模来同时使有机半导体层170和第一钝化层180图样化，从而形成图2所示的有机TFT。
同时，尽管没有示出，可进一步设置钝化膜以覆盖从第一和第二绝缘膜接触孔151、156到有机半导体层170的区域。钝化膜可为低温钝化膜。
参照图4A至图5，将描述如上所述的根据本发明的第一实施例的有机TFT的操作和效果。
图4A是示出了有机TFT的漏极电流与栅极电压的滞后特性的曲线图，在有机TFT中使用了单栅极绝缘膜。相反，图4B是当使用根据本发明的上述第一实施例的双栅极绝缘膜时有机TFT的滞后特性的曲线图。用于图4A中的栅极绝缘膜由与第一实施例的第二栅极绝缘膜135相同的材料形成。其示出了减小栅极电压(R)时漏极电流的相关值与增加栅极电压(F)时漏极电流的值之间的最大差。这意味着在TFT的制造过程或材料中存在缺陷，因此有机TFT的再现性不好。即，由于栅极绝缘膜135的绝缘特性很差而产生缺陷。
然而，如图4B所示，当使用其中包括有机膜和无机膜的双栅极绝缘膜130、135的实施例时，增加栅极电压(F)时所得到的漏极电流的值与减小栅极电压(R)时所得到的值之间的差相对较小。这意味着在TFT的制造过程或材料中的缺陷降低，由此提高了有机TFT的再现性。即，通过使用双栅极绝缘膜130、135提高了绝缘特性，并因此提高了有机TFT的滞后特性。
图5是示出了作为由ITO或IZO形成的第二钝化层190的实施例的栅极电压值的函数的漏极电流值与由Al形成的第二钝化层190的情况相比较的曲线图。在图5中，由圆点表示的线示出了作为有机TFT的栅极电压值函数的漏极电流值，该有机TFT具有包含ITO和IZO中至少一种的第二钝化层190，而由三角形点表示的线示出了作为有机TFT的栅极电压值的函数的漏极电流值，该有机TFT具有包含Al的第二钝化层190。
通常，TFT的滞后特性可如下表示：
I on I off = ( μ σ ) ( C o 2 q N A t 2 ) V D 2
其中，Ion是最大电流值，Ioff是关闭状态的漏电流，μ是电荷迁移率，σ是薄膜的导电率，q是电荷数量，NA是电荷密度，t是半导体膜的厚度，Co是氧化物膜的静电电容，以及VD是漏极电压。
如图5所示，其示出了具有包含ITO和IZO中至少一种的第二钝化层190的有机TFT的电流比(Ion/Ioff)大于具有包含Al的传统第二钝化层190的有机TFT的电流比。大电流比(Ion/Ioff)意味着小电流泄漏，并且其还意味着改进了TFT的滞后特性。
下面，将参照图6描述本发明的第二实施例。在第二实施例中，相同的参考标号表示与第一实施例中相同/相似的元件，并且省略对其的描述。
图6是示意性地示出根据本发明的第二实施例的TFT制造过程的步骤的横截面图。在第一实施例中，通过蒸发法和光刻处理制造有机半导体层170。然而，在第二实施例中，通过喷墨法制造。
如图6所示，形成隔离壁200。隔离壁200用以包围由源电极161和漏电极163限定的沟道区A，该区域至少包括每个源电极161和漏电极163的露出部分。隔离壁200包括感光有机材料，并且通过曝光和显影处理形成。隔离壁200也可通过其它处理形成。
通过喷头300将有机半导体材料175提供(喷射)到被全部隔离壁200包围的沟道区A。根据所用的溶剂，有机半导体材料可为含水的或油质的。随后，使用溶剂去除工艺来处理有机半导体材料，以形成有机半导体层170。
随后，将第一钝化层溶液喷射在有机半导体层170上。根据所用的溶剂，有机半导体材料可为含水的或油质的。使用溶剂去除工艺来处理第一钝化层溶液，以形成第一钝化层180。第一钝化层180具有基本上平坦的表面。
如图2所示，有机TFT是通过上述工艺制造的。包括有机TFT的TFT基板可集成到显示装置中。例如，TFT基板包括在诸如液晶显示装置、有机场致发光显示装置、或无机场致发光显示装置的显示装置中，这些显示装置均可根据已知方法制造。
在用于制造根据本发明的实施例的TFT基板100的上述方法中，由于使用喷墨法形成有机半导体层170和第一钝化层180，所以相比于传统方法，制造工艺相对简单。此外，由于上述方法在形成有机半导体层170之后省略了使用等离子或有害化学材料的传统工艺，所以相比于一些传统的制造工艺，上述方法可降低有机半导体层170的滞后特性的劣化。
如上所述，本发明提供了一种TFT基板，其中，有机TFT的滞后特性得到了改进。
此外，本发明提供了一种TFT基板的制造方法，其中，有机TFT的滞后特性得到了改进。
尽管已经示出并描述了本发明的一些示例性实施例，但是应该理解，在不背离本发明的原则和主旨的情况下，本领域技术人员可以对这些实施例进行修改，其范围由所附权利要求及其等同替换限定。

Claims (42)

1.一种薄膜晶体管基板，包括
绝缘基板；
栅极布线，形成在所述绝缘基板上；
第一栅极绝缘层，其包括无机材料，形成在所述栅极布线上并包括第一绝缘层接触孔，所述第一绝缘层接触孔被设置为露出所述栅极布线的至少一部分；
第二栅极绝缘层，包括有机材料，所述第二栅极绝缘层形成在所述第一栅极绝缘层上并包括与所述第一绝缘层接触孔相对应设置的第二绝缘层接触孔；
源电极和漏电极，形成在所述第二栅极绝缘层上并通过沟道区彼此分离；以及
有机半导体层，形成在所述沟道区中。
2.根据权利要求1所述的薄膜晶体管基板，其中，所述第一栅极绝缘层包括SiOX和SiNX中的至少一种。
3.根据权利要求1所述的薄膜晶体管基板，其中，所述第二栅极绝缘层包括Si聚合物、偶氮二异丁腈(AIBN)、四丁基正钛酸酯(Ti(OBu)4)、以及丁醇中的至少一种。
4.根据权利要求1所述的薄膜晶体管基板，其中，所述栅极布线包括栅极线，在所述绝缘基板上沿一个方向延伸；栅极焊盘，形成在所述栅极线的一端；栅电极，形成在与所述有机半导体层相对应的位置处；以及连接器，用于覆盖所述第一和第二绝缘层接触孔。
5.根据权利要求4所述的薄膜晶体管基板，还包括形成在所述绝缘基板和所述栅极布线之间的数据布线，其中，所述数据布线包括与所述栅极线交叉的数据线、以及形成在所述数据线一端的数据焊盘，并且其中像素区域被限定在所述数据布线和相邻数据布线之间以及所述栅极线和相邻栅极线之间。
6.根据权利要求5所述的薄膜晶体管基板，其中，所述数据布线还包括在与所述栅电极相对应的位置形成的遮光层，并且其中所述遮光层用于覆盖所述有机半导体层。
7.根据权利要求5所述的薄膜晶体管基板，还包括第一缓冲层，形成在所述数据布线和所述栅极布线之间并包括第一缓冲层接触孔，所述第一缓冲层接触孔被设置为露出所述数据线和所述数据焊盘的至少一部分。
8.根据权利要求7所述的薄膜晶体管基板，其中，所述第一缓冲层包括SiOX和SiNX中的至少一种。
9.根据权利要求7所述的薄膜晶体管基板，还包括第二缓冲层，所述第二缓冲层包括丙烯酸基树脂、聚乙烯醇、苯并环丁烯、聚乙烯酚基树脂、氟基聚合物、以及聚苯乙烯树脂中的至少一种。
10.根据权利要求9所述的薄膜晶体管基板，其中，所述第二缓冲层包括第二缓冲层接触孔，所述第二缓冲层接触孔被设置为露出所述数据线。
11.根据权利要求5所述的薄膜晶体管基板，还包括数据焊盘接点，连接至所述数据焊盘；以及栅极焊盘接点，用于覆盖被所述第一和第二绝缘层接触孔露出的所述栅极焊盘。
12.根据权利要求11所述的薄膜晶体管基板，其中，所述源电极、所述漏电极、所述数据焊盘接点、以及所述栅极焊盘接点形成在同一层上，并且包含氧化铟锡(ITO)和氧化铟锌(IZO)中的至少一种。
13.根据权利要求1所述的薄膜晶体管基板，还包括钝化层，用于覆盖所述有机半导体层。
14.一种薄膜晶体管基板，包括：
绝缘基板；
栅极布线，形成在所述绝缘基板上；
栅极绝缘层，形成在所述栅极布线上并具有绝缘层接触孔，所述绝缘层接触孔被设置为露出所述栅极布线的至少一部分；
源电极和漏电极，形成在所述栅极绝缘层上并彼此分离，以限定沟道区；
有机半导体层，形成在所述沟道区中；
第一钝化层，形成在所述有机半导体层上并包括氟基聚合物；以及
第二钝化层，形成在所述第一钝化层上并包括透明导电材料。
15.根据权利要求14所述的薄膜晶体管基板，其中，所述第二钝化层包括ITO和IZO中的至少一种。
16.根据权利要求14所述的薄膜晶体管基板，其中，所述栅极布线包括栅极线，在所述绝缘基板上沿一个方向延伸；栅极焊盘，形成在所述栅极线的一端；栅电极，形成在与所述有机半导体层相对应的位置；以及连接器，用于覆盖所述绝缘层接触孔。
17.根据权利要求16所述的薄膜晶体管基板，还包括形成在所述绝缘基板和所述栅极布线之间的数据布线，其中，所述数据布线包括与所述栅极线交叉并限定像素区域的数据线、以及形成在所述数据线一端的数据焊盘。
18.根据权利要求17所述的薄膜晶体管基板，还包括第一缓冲层，所述第一缓冲层包括在所述数据布线和所述栅极布线之间形成的无机材料并具有第一缓冲层接触孔，以露出所述数据线和所述数据焊盘的至少一部分。
19.根据权利要求18所述的薄膜晶体管基板，还包括第二缓冲层，所述第二缓冲层包括在所述第一缓冲层和所述栅极布线之间形成的有机材料，并具有第二缓冲层接触孔，以露出所述数据线。
20.根据权利要求16所述的薄膜晶体管基板，还包括数据焊盘接点，通过所述连接器与所述数据焊盘连接；以及栅极焊盘接点，用于覆盖被所述绝缘层接触孔露出的所述栅极焊盘。
21.一种薄膜晶体管基板，包括：
绝缘基板；
栅极布线，形成在所述绝缘基板上；
第一栅极绝缘层，包括无机材料，形成在所述栅极布线上并具有第一绝缘层接触孔，以露出所述栅极布线的至少一部分；
第二栅极绝缘层，包括有机材料，形成在所述第一栅极绝缘层上并具有与所述第一绝缘层接触孔相对应设置的第二绝缘层接触孔；
源电极和漏电极，形成在所述第二栅极绝缘层上并彼此分离，以限定沟道区；以及
有机半导体层，形成在所述沟道区上；
第一钝化层，形成在所述有机半导体层上并包括氟基聚合物；以及
第二钝化层，形成在所述第一钝化层上并包括透明导电材料。
22.一种薄膜晶体管基板的制造方法，所述方法包括以下步骤：设置绝缘基板；
在所述绝缘基板上形成栅极布线；
在所述栅极布线上形成第一栅极绝缘层，所述第一栅极绝缘层包括无机材料并具有第一绝缘层接触孔，用于露出所述栅极布线的至少一部分；
在所述第一栅极绝缘层上形成第二栅极绝缘层，所述第二栅极绝缘层包括有机材料并具有与所述第一绝缘层接触孔相对应设置的第二绝缘层接触孔；
在所述第二栅极绝缘层上形成源电极和漏电极，其彼此分离并限定沟道区；以及
在所述沟道区中形成有机半导体层。
23.根据权利要求22所述的方法，其中，所述第一栅极绝缘层包括SiOX和SiNX中的至少一种。
24.根据权利要求22所述的方法，其中，所述第二栅极绝缘层包括Si聚合物、偶氮二异丁腈(AIBN)、四丁基正钛酸酯(Ti(OBu)4)、以及丁醇中的至少一种。
25.根据权利要求22所述的方法，还包括在所述有机半导体层上形成钝化层。
26.根据权利要求22所述的方法，其中，所述栅极布线包括栅极线，在所述绝缘基板上沿一个方向延伸；栅极焊盘，形成在所述栅极线的一端；栅电极，形成在与所述有机半导体层相对应的位置；以及连接件，用于覆盖所述第一和第二绝缘层接触孔。
27.根据权利要求26所述的方法，还包括在所述绝缘基板和所述栅极布线之间形成数据布线，其中，所述数据布线包括与所述栅极线交叉并限定像素区域的数据线、以及形成在所述数据线一端的数据焊盘。
28.根据权利要求27所述的方法，还包括在所述数据布线和所述栅极布线之间形成缓冲层，所述缓冲层具有缓冲层接触孔，以露出所述数据线和所述数据焊盘中的至少一部分。
29.根据权利要求26所述的方法，还包括当形成所述源电极和所述栅电极时，形成通过所述连接件与所述数据焊盘连接的数据焊盘接触件、以及用于覆盖被所述第一和第二绝缘层接触孔露出的所述栅极焊盘的栅极焊盘接触件。
30.根据权利要求22所述的方法，其中，通过蒸发法形成所述有机半导体层。
31.根据权利要求22所述的方法，其中，通过喷墨法形成所述有机半导体层。
32.一种制造薄膜晶体管基板的方法，所述方法包括以下步骤：
设置绝缘基板；
在所述绝缘基板上形成栅极布线；
在所述栅极布线上形成栅极绝缘层，所述栅极绝缘层具有绝缘层接触孔，用于露出所述栅极布线的至少一部分；
在所述栅极绝缘层上形成彼此分离的源电极和漏电极，所述源电极和所述漏电极限定沟道区；
在所述源电极和所述漏电极上依次形成有机半导体层、包括氟基聚合物的第一钝化层、以及由透明导电材料制成的第二钝化层；
将所述第二钝化层图样化以包括与所述沟道区相对应设置的至少一部分；以及
使用所述第二钝化层，将所述有机半导体层和所述第一钝化层图样化。
33.根据权利要求32所述的方法，其中，所述第二钝化层包括ITO和IZO中的至少一种。
34.根据权利要求32所述的方法，其中，通过蒸发法形成所述有机半导体层。
35.根据权利要求32所述的方法，其中，通过光刻处理将所述第二钝化层图样化以局部位于所述沟道区上。
36.根据权利要求32所述的方法，其中，通过喷墨法形成所述有机半导体层。
37.一种显示装置，包括：
基板；
有机薄膜晶体管，位于所述基板上，所述有机薄膜晶体管包括：
漏区；
源区；以及
沟道区，与所述漏区和所述源区相通，所述沟道区包括有机半导体材料；
栅区，接近所述沟道区设置；以及
栅极绝缘区，用于使所述栅区与所述沟道区基本上绝缘，所述栅极绝缘区包括接近所述栅区的第一基本无机绝缘材料以及接近所述第一无机绝缘材料的第二基本有机绝缘材料。
38.根据权利要求37所述的显示装置，还包括数据布线，用于将数据信号传输到所述有机薄膜晶体管；以及栅极布线，用于将选通信号传输到所述有机薄膜晶体管，并且还包括在所述数据布线和所述栅极布线之间并包括第一缓冲材料和第二不同缓冲材料的缓冲垫。
39.根据权利要求38所述的显示装置，其中，所述第一缓冲材料包括SiOX和SiNX中的至少一种。
40.根据权利要求38所述的显示装置，其中，所述第二缓冲材料包括丙烯酸基树脂、聚乙烯醇、苯并环丁烯、聚乙烯酚基树脂、氟基聚合物、以及聚苯乙烯树脂中的至少一种。
41.根据权利要求37所述的显示装置，其中，所述基板被设置在所述显示器中并用于产生信号，以驱动使用所述有机薄膜晶体管的显示器，并且还包括所述显示器。
42.根据权利要求37所述的显示装置，其中，所述显示器为液晶显示器。
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