CN1905232A - 薄膜晶体管基板及其制造方法 - Google Patents

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CN1905232A
CN1905232A CN 200610103288 CN200610103288A CN1905232A CN 1905232 A CN1905232 A CN 1905232A CN 200610103288 CN200610103288 CN 200610103288 CN 200610103288 A CN200610103288 A CN 200610103288A CN 1905232 A CN1905232 A CN 1905232A
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宋根圭
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崔泰荣
吴俊鹤
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三星电子株式会社
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Abstract

一种薄膜晶体管基板,包括:绝缘基板;栅电极,形成在绝缘基板上;第一栅极绝缘膜,形成在栅电极上,并具有暴露至少一部分栅电极的开口;第二栅极绝缘膜,覆盖由开口暴露的栅电极,并具有大于第一栅极绝缘膜的介电常数;源电极和漏电极,彼此分开布置在第二栅极绝缘膜的中心区域,并在其之间限定了沟道区;以及有机半导体层,形成在沟道区中。还提供了一种制造TFT基板的方法。因此,本发明提供了一种TFT基板,其中TFT的特性被改进。

Description

薄膜晶体管基板及其制造方法

相关申请的交叉参考基于35 U.S.C.§119,本申请要求于2005年7月25日提交的韩国专利申请第2005-0067517号中的优先权,从其获得的权利及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”)基板及其制造方法,更具体地,涉及一种TFT基板及其制造方法,其中TFT基板中设置有有机半导体层。

背景技术

TFT基板(例如,位于显示装置的显示面板内)包括TFT,其作为开关和驱动器件,用于控制和驱动每个像素的运行。每个TFT包括:栅电极、源电极和漏电极,源电极和漏电极彼此被栅电极分开以限定沟道区;以及半导体层。半导体层是由非晶硅(“a-Si”)或多晶硅形成的。然而,有机半导体近来已经代替了半导体层。

因为有机半导体可以在常温和大气压力下形成,所以其优点在于可以减少制造成本,并且也可以应用于不耐热的塑料基板。然而,有机半导体的缺点在于其不耐化学性和不耐等离子体性。

在设置有如前所述的有机半导体的有机TFT中,有机半导体材料应用于源电极和漏电极之间的沟道区,然后通过光刻处理使其图样化,以形成有机半导体层,从而制造有机TFT。

然而,该制造方法由于大量的处理而非常复杂,并且有机半导体层的特性可能被在形成源电极和漏电极、数据布线、栅极布线等时所使用的化学材料等破坏。因此,难以确保有机TFT特性的稳定性和可靠性。尤其是,当如传统方法中所述,应用有机半导体材料,然后通过光刻过程使其图样化时,因为有机半导体层的特性被破坏,所以有机TFT的特性可能被损坏。

发明内容

因此,本发明的示例性实施例提供了一种TFT基板,其中TFT的特性被改进。

本发明的其它示例性实施例提供了一种制造TFT基板的方法,其中制造过程被改进。

通过提供一种TFT基板可以实现本发明的上述和/或其它示例性实施例,其中TFT基板包括:绝缘基板;栅电极,形成在绝缘基板上;第一栅极绝缘膜,形成在栅电极上,并具有暴露至少一部分栅电极的开口;第二栅极绝缘膜,覆盖由开口暴露的栅电极,并具有大于第一栅极绝缘膜的介电常数的介电常数;源电极和漏电极,彼此分开布置在第二栅极绝缘膜的中心区域,并在其之间限定了沟道区;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,第一栅极绝缘膜具有在1到5范围内的介电常数。

根据本发明的一方面,第一栅极绝缘膜包括具有低介电常数的基于丙烯酸的树脂、基于聚苯乙烯的树脂以及苯环并丁烯(benzocyclobutene)中的至少一种。

根据本发明的一个方面,第二栅极绝缘膜具有在4到15范围内的介电常数。

根据本发明的一个方面,第二栅极绝缘膜包括具有高介电常数的基于丙烯酸的树脂、基于聚乙烯酚醛的树脂、SiNx、SiOx以及基于氟的聚合物中的至少一种。

根据本发明的一个方面,薄膜晶体管基板还包括数据布线,其形成在绝缘基板和栅电极之间,但是不与栅电极重叠;以及层间绝缘膜,形成在数据布线上,并具有用于暴露至少一部分数据布线的接触孔。

根据本发明的一个方面,导电件形成在接触孔中。

根据本发明的一个方面,导电件是由与栅电极相同的材料形成的。

根据本发明的一个方面,数据布线包括数据线和数据焊盘。

根据本发明的一个方面,薄膜晶体管基板还包括栅极焊盘,形成在层间绝缘膜上,位于与栅电极相同的层;以及附加开口,形成在第一栅极绝缘膜中,用于暴露至少一部分栅极焊盘。

根据本发明的一个方面,薄膜晶体管基板还包括附加开口,形成在第一栅极绝缘膜中,用于暴露至少一部分导电件。

根据本发明的一个方面,数据布线包括数据线,以及源电极通过导电件连接到数据线,并且源电极至少部分地与有机半导体层接触。

根据本发明的一个方面,薄膜晶体管基板还包括栅极线,形成在与栅电极相同的层上,并且与数据线绝缘交叉以限定像素区,其中,漏电极至少部分地与有机半导体层接触并与形成在像素区中的像素电极连接。

根据本发明的一个方面,第一栅极绝缘膜包括附加开口,以及薄膜晶体管基板还包括栅极焊盘,形成在层间绝缘膜上,位于与栅电极相同的层;数据焊盘接触件,穿过接触孔连接到导电件;以及栅极焊盘接触件,穿过附加开口连接到栅极焊盘。

根据本发明的一个方面,源电极、漏电极、数据焊盘接触件和栅极焊盘接触件由氧化铟锡(“ITO”)和氧化铟锌(“IZO”)中的一种形成。

根据本发明的一个方面,薄膜晶体管基板还包括第一钝化层,其形成在沟道区中,以及形成在有机半导体层上。

根据本发明的一个方面,薄膜晶体管基板还包括第二钝化层,其形成在第一钝化层上。

根据本发明的一个方面,第二栅极绝缘膜的高度低于围绕第二栅极绝缘膜的第一栅极绝缘膜的高度。

根据本发明的一个方面,有机半导体层的高度低于围绕有机半导体层的第一栅极绝缘膜的高度。

根据本发明的一个方面,第一钝化层的高度低于围绕第一钝化层的第一栅极绝缘膜中的开口的高度。

本发明的上述和/或其它方面可以通过提供一种制造薄膜晶体管基板的方法来实现,该方法包括:制备绝缘基板;在绝缘基板上形成栅电极;形成具有低介电常数的第一栅极绝缘膜;在第一栅极绝缘膜中形成暴露至少一部分栅电极的开口;在开口中形成介电常数大于第一栅极绝缘膜的介电常数的第二栅极绝缘膜;在第二栅极绝缘膜的中心区域中形成彼此分开布置的源电极和漏电极,以在其之间限定沟道区;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,该方法还包括在绝缘基板和栅电极之间形成数据布线,但是不被栅电极覆盖;以及在数据布线和绝缘基板上形成层间绝缘膜,该层间绝缘膜具有用于暴露至少一部分数据布线的接触孔。

根据本发明的一个方面,形成有机半导体层包括采用喷墨法。

根据本发明的一个方面,该方法还包括:在形成栅电极时,在接触孔中形成导电件。

根据本发明的一个方面,形成第二栅极绝缘膜包括采用喷墨法。

根据本发明的一个方面,该方法还包括:在形成导电件时,形成栅极焊盘;在第一栅极绝缘膜中形成附加开口,用于暴露至少一部分栅极焊盘;以及在形成源电极和漏电极时,形成穿过接触孔连接到导电件的数据焊盘接触件,以及形成穿过附加开口连接到栅极焊盘的栅极焊盘接触件。

根据本发明的一个方面,该方法还包括在沟道区中以及在有机半导体层上形成第一钝化层。

根据本发明的一个方面,形成第一钝化层包括采用喷墨法。

本发明的上述和/或其它方面可以通过提供一种制造薄膜晶体管基板的方法来实现,该方法包括:在绝缘基板上形成栅电极;在栅电极上方形成彼此分开布置的源电极和漏电极以限定沟道区;以及通过喷嘴将有机半导体材料喷入沟道区并在沟道区中形成有机半导体层。

根据本发明的一个方面,该方法还包括:在形成源电极和漏电极之前,在栅电极上形成第一栅极绝缘膜;在第一栅极绝缘膜中形成开口以暴露栅电极;以及在开口内的栅电极上形成第二栅极绝缘膜,其中形成源电极和漏电极包括在第一栅极绝缘膜和第二栅极绝缘膜上形成源电极和漏电极。

根据本发明的一个方面,形成第二栅极绝缘膜包括:选择比形成第一栅极绝缘膜所使用的材料的介电常数高的材料用于第二栅极绝缘膜。

根据本发明的一个方面,形成第二栅极绝缘膜包括:形成厚度小于第一栅极绝缘膜的厚度的第二栅极绝缘膜。

根据本发明的一个方面,形成第二栅极绝缘膜包括:将栅极绝缘材料喷入开口。

根据本发明的一个方面,该方法还包括:在有机半导体层上喷射第一钝化层溶液。

附图说明

本发明的上述和/或其它方面、优点和示例性实施例,将从以下结合附图对示例性实施例的描述而变得显而易见,附图中:图1是根据本发明的TFT基板的示例性实施例的平面图;图2是沿图1中线II-II截取的截面图;图3A、3B、3C、3D、3E、3F、3G和3H是连续示出了制造根据本发明的TFT基板的示例性实施例的示例性方法的截面图。

具体实施方式

下面将参照附图更加全面地描述本发明,在附图中示出了本发明的实施例。然而,本发明可以多种不同的方式来实现而不局限于在此描述的实施例。相反地,所提供的这些实施例,对本领域的技术人员来说,使得本发明充分公开并且完全覆盖本发明的范围。通篇中相同的标号表示相同的元件。附图中,为清楚起见,扩大了层、膜和区域的厚度和尺寸。

应当理解,当元件被提到“位于”另一个元件上时,是指其直接位于另一个元件上,或者也可能存在介于其间的元件。相反,当某个元件被提到“直接位于”另一个元件上时,意味着不存在介于其间的元件。正如在此所应用的,术语“和/或”包括任何的以及所有的一个或多个相关所列术语的结合。

应当理解,尽管在此可能使用术语第一、第二等来描述不同的元件、部件、区域、层、和/或部分,但是这些元件、部件、区域、层、和/或部分并不局限于这些术语。这些术语仅用于将一个元件、部件、区域、层、或部分与另一个区域、层、或部分相区分。因此,在不背离本发明宗旨的情况下,下文所述的第一元件、组件、区域、层、或部分可以称为第二元件、组件、区域、层、或部分。

在此使用的术语仅用于描述特定实施例而不是限制本发明。正如在此使用的,单数形式的“一个”、“这个”也包括复数形式,除非文中有其它明确指示。应当进一步理解,当在本申请文件中使用术语“包括”和/或“包含”时,是指存在所声称的特征、整数、步骤、操作、元件、和/或部件,但是并不排除还存在或附加一个或多个其它的特征、整数、步骤、操作、元件、部件、和/或其组合。

此外,在此可能使用诸如“在下面的”、“下面的”、或“底部的”以及“上面的”、或“顶部的”以及类似的相关术语,以描述如图中所示的一个元件或特征与另一元件和特征的关系。应当理解,除图中所示的方位之外,相关术语将包括在操纵或者使用中的装置的不同方位。例如,如果翻转一个附图中的装置,则被描述为在其它元件或特征“下部”面上的元件将被定位为在其它元件或特征的“上部”面。因此,根据附图的特定方位,示例性术语“下面”包括在上面和在下面的方位。装置也可能以其他方式指向(旋转90度或者其他的方位)并且在这里使用的相关于方位的描述符作相应的解释。

除非特别限定,在此所采用的所有的术语(包括技术和科技术语)具有与本发明所属领域的普通技术人员通常所理解的意思相同的解释。而该术语的进一步理解,例如,字典中通常采用的限定意思应该被解释为与相关技术上下文中的意思相一致,并且除非在此进行特别限定,其不应被解释为理想的或者过于正式的解释。

下文中将参照附图更加全面地描述本发明。

图1是根据本发明的TFT基板的示例性实施例的平面图,以及图2是图1中沿线II-II截取的截面图。

图1中所示的TFT基板包括:绝缘基板110;多个数据布线120,形成在绝缘基板110上;层间绝缘膜130,形成在数据布线120上;多个栅极布线140,形成在层间绝缘膜130上;第一栅极绝缘膜150,形成在栅极布线140上并具有用于暴露每个栅极布线140的至少一部分的开口151;第二栅极绝缘膜155,形成在开口151处;透明电极层160,形成在第一栅极绝缘膜150上;以及有机半导体层170,形成在第一栅极绝缘膜150上,同时与透明电极层160的至少一部分接触。

绝缘基板110可以由玻璃或塑料制成。当绝缘基板110由某些塑料制成时,绝缘基板110可以为TFT基板提供柔软性。然而,使用由柔软塑料制成的绝缘基板110却不抗热。当使用有机半导体层(例如,将在下面进一步描述的有机半导体层170)时,因为半导体层可以在室温和大气压力下形成,所以易于使用由塑料材料制成的绝缘基板110,其中塑料材料包括,例如,聚碳酸酯(polycarbon)、聚酰亚胺(polyimide)、聚醚砜(poly ether sulfone,PES)、聚芳酯(polyarylate,PAR)、聚萘二酸乙二醇酯(polyethylene naphthalate,PEN)、聚对苯二甲醇乙二醇酯(polyethylene terephthalate,PET)等。

数据布线120形成在绝缘基板110上。每个数据布线120包括形成在绝缘基板110上的数据线121,以在一个方向(例如第一方向)上延伸,以及在数据线121的一端形成的数据焊盘123,以接收来自外部源的驱动或控制信号。数据焊盘123接收驱动和控制信号并将其传输到数据线121。每个数据布线120可以由具有低价格和良好导电率的铝(Al)、铬(Cr)、和钼(Mo),或具有相对较高价格的铜(Au)、铂(Pt)、钯(Pd)中的至少一个形成。每个数据布线120可以具有包括上述材料中的至少一种的单层或多层。

根据本发明的示例性实施例,为了使第一栅极绝缘膜150免于在数据布线形成过程中所使用的化学材料的破坏,从而防止有机半导体层170特性的恶化,数据布线120首先形成在绝缘基板110上,然后层间绝缘膜130形成在数据布线120上。

如图2所示,层间绝缘膜130覆盖绝缘基板110上的数据布线120,并且覆盖绝缘基板110上没有被数据布线120覆盖的部分。层间绝缘膜130由诸如SiNx、SiOx的具有良好可塑性的无机材料形成,以提供数据布线120和栅极布线140之间的电绝缘。可选地,层间绝缘膜130可以具有多个层,包括由无机材料制成的无机膜,和由有机材料制成的有机膜。因为如下所述的层间绝缘膜130由SiNx、SiOx形成,所以可以再进行每个栅极布线140的栅极焊盘145和每个数据布线120的数据焊盘123的外引线焊接(“OLB”)。

层间绝缘膜130保护有机半导体层170,因为在数据布线120的数据布线形成过程中所使用的化学材料或等离子体可能残留在TFT基板上,并且通过下面将进一步描述的接触孔131、132和开口151、152、153、154形成的间隙、或通过层之间的界面,流入有机半导体层170,从而腐蚀耐化学性和耐等离子体差的有机半导体层170。层间绝缘膜130形成有第一和第二接触孔131和132,以分别暴露每个数据线121和数据焊盘123。

栅极布线140主要形成在层间绝缘膜130上。每个栅极布线140包括沿第二方向延伸的栅极线141,其中第二方向可以基本上垂直于数据线121延伸的第一方向。因此形成栅极线141以与数据线121交叉并限定像素区。每个栅极布线140还包括:栅极焊盘145,形成在栅极线141的一端,用于接收来自外部源的驱动或控制信号;栅电极143,作为栅极线141的分支形成在对应于有机半导体层170的位置;以及导电件147、149,填充在接触孔131、132中,并因此分别覆盖数据线121和数据焊盘123,并与其接触。

栅极焊盘145从外部源接收用于控制各个TFT的导通/截止动作的驱动和控制信号,并将该信号通过栅极线141发送到栅电极143。因为第一栅极绝缘膜150被形成为厚膜,所以导电件147、149减少了透明电极层160和数据布线120之间的接触缺陷,该缺陷是由露出数据布线120的开口152和153之间的大阶差(stepdifference)引起的。开口152和153的高度由于数据线121和数据焊盘123上的导电件147、149的定位而减小。换句话说,导电件147、149夹置在数据线121与源电极161之间以及数据焊盘123与数据焊盘接触件167之间,使得阶差被减小,因此源电极161和数据焊盘接触件167适当地与数据布线120接触。

栅极布线140也可以由Al、Cr、Mo、Au、Pt、Pd等中的至少一种形成,并具有单层或多层。

第一栅极绝缘膜150形成在栅极布线140和层间绝缘膜130的暴露部分上。第一栅极绝缘膜150起到将数据布线120与栅极布线140绝缘的作用,并且同时防止杂质流入耐化学性和耐等离子体性较差的有机半导体层170。第一栅极绝缘膜150可以是相对较厚的膜,包括具有低介电常数的基于丙烯酸的树脂、基于聚苯乙烯的树脂以及苯环并丁烯(benzocyclobutene)中的至少一种。

第一栅极绝缘膜150形成有如上所述的用于暴露栅极焊盘145的开口154、用于暴露导电件147、149的开口152、153、以及用于暴露栅电极143的开口151。

优选地,本发明的第一栅极绝缘膜150形成了一种具有杰出的耐久性和低介电常数的材料。这样的材料减少了源电极161和漏电极163以及栅电极143之间的电容(Cgd或Cgs),从而提高了有机TFT的特性。优选地该材料具有在1到5范围内的介电常数。

第二栅极绝缘膜155通过形成在暴露栅电极143的第一栅极绝缘膜150内的开口151处来覆盖栅电极143。第二栅极绝缘膜155与第一栅极绝缘膜150相比具有相对较高的介电常数。优选地,其具有在4到15范围内的介电常数。第二栅极绝缘膜155可以由具有高介电常数的基于丙烯酸的树脂、基于聚乙烯酚醛的树脂、SiNx、SiOx以及基于氟的聚合物中的至少一种形成。在此,基于氟的聚合物包括聚四氟乙烯(PTFE)、聚全氟乙丙烯(FEP)、可溶性聚四氟乙烯(PFA)、乙烯-四氟乙烯(ETFE)、聚偏氟乙烯(PVDF)等。第一和第二栅极绝缘膜150和155分开形成,以通过在对应于沟道区A的位置上形成具有高介电常数的绝缘膜来最大化有机TFT的特性。同样,第二栅极绝缘膜155的高度(厚度)低于围绕第二栅极绝缘膜155的第一栅极绝缘膜150的高度(厚度),这是因为第二栅极绝缘膜155是通过下面将描述的喷墨法形成的。

因此,第一和第二栅极绝缘膜150和153根据其功能分别独立地由所选择的材料形成,从而提高有机TFT的特性。

透明电极层160形成在第一栅极绝缘膜150上,并且位于形成在第一栅极绝缘膜150中的开口中。透明电极层160穿过接触孔131经由导电件147连接到数据线121,并且包括源电极161,其部分与有机半导体层170接触;漏电极163,其通过在其之间夹置第二栅极绝缘膜155来与源电极161分开;以及像素电极165,位于像素区内,以与漏电极163相连接。

透明电极层160还包括:数据焊盘接触件167,经由导电件149连接到数据焊盘123;以及栅极焊盘接触件169,穿过开口154连接到栅极焊盘145。因为导电件147、149,透明电极层160和数据线121、数据焊盘123以及栅极焊盘145之间的阶差基本相同。

透明电极层160由透明导电材料形成,例如但不限于氧化铟锡(ITO)和氧化铟锌(IZO)等。源电极161穿过开口152经由导电件147物理并电连接到数据线121,以接收图像信号。漏电极163(通过在其之间夹置栅电极143来与源电极161分开,以限定沟道区A)与源电极161一起形成TFT,并且作为开关和驱动装置,用来控制和驱动与像素电极165相关的操作。因此提供了通过交叉栅极线141和数据线121而限定的像素的矩阵,其中每个像素包括TFT和像素电极165。因为源电极161和漏电极163几乎不受第二栅极绝缘膜155的界面特性的影响,所以改进了用于每个像素的有机TFT的特性。此外,因为像素电极165和数据布线120没有布置在同一层中,所以可以避免像素电极165和数据布线120之间的短路。

在沟道区A中形成有机半导体层170。有机半导体层170部分与一侧上的源电极161以及相反侧上的漏电极163接触,同时覆盖沟道区A。同样,有机半导体层170的高度(厚度)低于围绕有机半导体层170的第一栅极绝缘膜150的高度(厚度),这是因为有机半导体层170是通过下面将详细描述的喷墨法形成的。

有机半导体层170可以由具有彼此连接的五个苯环的并五苯、苝四甲酸二酐(perylenetetracarboxlic dianhidride)(PTCDA)、寡噻吩(oligothiopene)、聚噻吩(polythiophene)、聚亚噻吩基乙烯(polythienylenevynylene)等形成,并且也可以由现有的有机半导体材料之一形成。

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,并且可以是由聚乙烯醇(polyvinyl alcohol)(PVA)、苯并环丁烯(benzocyclobutene,BCB)、基于丙烯酸的树脂、硅聚合物等中的至少一种形成的有机膜。设置第一钝化层180以防止有机半导体层170的特性被恶化。同样,第一钝化层180的高度(厚度)低于开口151的高度(厚度),这是因为第一钝化层180是通过下面将描述的喷墨法形成的。

第二钝化层190还可以形成在第一钝化层180上。第二钝化层190可以选择地形成,并且还用于防止有机半导体层170的特性被恶化。第二钝化层190可以由与第一钝化层180相同的材料形成,或者由其它材料形成。

以下,参考图3A到图3H,描述用于制造具有有机TFT的TFT基板的示例性实施例的示例性方法。

如图3A中所示,制备包括(诸如但不局限于此的玻璃、石英、陶瓷、塑料等)绝缘材料的绝缘基板110。优选地,如果要制造柔性TFT基板,则塑料基板被用于绝缘基板110。

然后,如图3B所示,通过使用溅射法等,将数据布线材料(未示出)沉积在绝缘基板110上,然后,通过光刻处理,由数据布线材料形成数据线121和数据焊盘123。

如图3C中所示,由无机材料(例如,SiNx、SiOx等)形成的层间绝缘材料被涂覆在绝缘基板110和数据布线120上以形成层间绝缘膜130。当层间绝缘材料是无机材料时,层间绝缘膜130可以通过化学汽相沉积(CVD)或等离子体增强化学汽相沉积(PE-CVD)来形成。可选地,有机层和无机层都可以被用作层间绝缘膜130。然后,通过使用感光有机膜作为遮光掩膜的蚀刻处理来形成用于暴露数据布线120的接触孔131、132。

然后,如图3D中所示,在通过溅射法等在层间绝缘膜130和接触孔131、132中的数据布线120上沉积包括铝(Al)、铬(Cr)、钼(Mo)、铜(Au)、铂(Pt)、钯(Pd)等中的至少一种的栅极布线材料(未示出)之后,通过光刻处理形成栅极线141、栅电极143、栅极焊盘145和导电件147、149。

如图3E所示,包括具有低介电常数的基于丙烯酸的树脂、基于聚苯乙烯的树脂以及苯环并丁烯(benzocyclobutene)中的至少一种的相对较厚的第一栅极绝缘膜150形成在栅极布线140和层间绝缘膜130上。第一栅极绝缘膜150可以通过旋涂法或窄缝涂法形成。通过使用感光膜和类似物作为遮光掩膜的蚀刻处理来穿过第一栅极绝缘膜150形成开口151、152、153和154。

如图3F中所示,通过使用喷墨法应用第二栅极绝缘材料,在栅电极143通过开口151被暴露的部分上形成第二栅极绝缘膜155。第二栅极绝缘膜155可以包括基于丙烯酸的树脂、基于聚乙烯酚醛的树脂、SiNx、SiOx以及基于氟的聚合物中的至少一种,相对于第一栅极绝缘膜150所使用的材料,具有较高的介电常数。

如图3G所示,通过溅射法将透明导电金属氧化材料(透明导电材料),例如但不限于ITO或IZO,涂覆在第一栅绝缘膜150上,然后通过使用光刻处理或蚀刻处理来形成透明电极层160。用于每个像素的透明电极层160包括源电极161,其穿过开口152经由导电件147连接到数据线121,并至少部分地穿过栅电极143上方的开口151与有机半导体层170接触。用于每个像素的透明电极层160还包括漏电极163,其通过在其之间夹置有机半导体层170来与源电极161分开,以限定沟道区A。用于每个像素的透明电极层160还包括像素电极165,位于每个像素的像素区中,以与漏电极163连接。透明电极层160还包括数据焊盘接触件167,穿过开口153连接到每个数据线121端部的数据焊盘123;以及栅极焊盘接触件169,穿过开口154连接到每个栅极线141端部的栅极焊盘145。

然后,如图3H所示,有机半导体材料175通过喷嘴200喷射在沟道区A上。有机半导体材料可以是水质的或油质的,取决于所使用的溶剂。通过溶剂去除处理来处理有机半导体材料175,以形成有机半导体层170。因为喷墨法可以图样化有机半导体材料175,而不用传统光刻法的图样化处理,所以有机半导体层170免受光刻法中所使用的化学材料的侵蚀,从而减少有机TFT的特性的恶化。

尽管图中未示出,第一钝化层溶液喷射在完成的有机半导体层170上以形成第一钝化层180。第一钝化层溶液可以是水质或油质的,取决于所使用的溶剂。通过溶剂去除处理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具有扁平表面。

由诸如聚乙烯醇(polyvinyl alcohol,PVA)、苯并环丁烯(benzocyclobutene,BCB)等(仅为举例)形成的第二钝化层材料可以涂覆在第一钝化层180上以形成第二钝化层190。第二钝化层190可以通过旋涂法或窄缝涂法形成。尽管第二钝化层190通常被示出为位于开口151的上方,但是第二钝化层190可以可选地形成为覆盖TFT基板从开口152延伸到沟道区A的区域。该处理可以选择性应用。

如图2所示,有机TFT通过上述处理制成。包括上述有机TFT的TFT基板可以被应用于诸如液晶显示(“LCD”)装置、有机电致发光显示装置、或无机电致发光显示装置的装置中。

与传统制造方法不同,在用于制造根据本发明的TFT基板的示例性实施例的示例性方法中,因为第二栅绝缘膜155、有机半导体层170、以及第一钝化膜180是通过喷墨法形成的,与传统方法相比,该制造过程相对简单。此外,因为在形成有机半导体层170之后,使用等离子体或化学材料的过程被省略了,所以可以减少有机半导体层170的特性的恶化。

如上所述,本发明提供了一种TFT基板,其中通过减少有机半导体层170的恶化,使得有机TFT的特性被改进。

此外,本发明提供了一种制造TFT基板的示例性实施例的示例性方法,其中制造过程被简单地改进。

尽管示出并描述了本发明的示例性实施例,但是本领域的技术人员应该理解,在不背离本发明的原理和精神、以及权利要求及其等同物所限定的范围的情况下,可以对这些实施例进行改变。

Claims (34)

1.一种薄膜晶体管基板,包括:绝缘基板;栅电极,形成在所述绝缘基板上;第一栅极绝缘膜,形成在所述栅电极上,并具有暴露至少一部分所述栅电极的开口;第二栅极绝缘膜,覆盖由所述开口暴露的所述栅电极,并具有大于所述第一栅极绝缘膜的介电常数;源电极和漏电极,彼此分开布置在所述第二栅极绝缘膜的中心区域,并在所述源电极和所述漏电极之间限定了沟道区;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,所述第一栅极绝缘膜具有在1到5范围内的介电常数。
3.根据权利要求1所述的薄膜晶体管基板,其中,所述第一栅极绝缘膜包括具有低介电常数的基于丙烯酸的树脂、基于聚苯乙烯的树脂以及苯环并丁烯中的至少一种。
4.根据权利要求1所述的薄膜晶体管基板,其中,所述第二栅极绝缘膜具有在4到15范围内的介电常数。
5.根据权利要求1所述的薄膜晶体管基板,其中,所述第二栅极绝缘膜包括具有高介电常数的基于丙烯酸的树脂、基于聚乙烯酚醛的树脂、SiNx、SiOx以及基于氟的聚合物中的至少一种。
6.根据权利要求1所述的薄膜晶体管基板,还包括数据布线,形成在所述绝缘基板和所述栅电极之间,但是不与所述栅电极重叠;以及层间绝缘膜,形成在所述数据布线上,并具有暴露至少一部分所述数据线的接触孔。
7.根据权利要求6所述的薄膜晶体管基板,其中,导电件形成在所述接触孔中。
8.根据权利要求7所述的薄膜晶体管基板,其中,所述导电件是由与所述栅电极相同的材料形成的。
9.根据权利要求7所述的薄膜晶体管基板,还包括附加开口,形成在所述第一栅极绝缘膜中,用于暴露至少一部分所述导电件。
10.根据权利要求7所述的薄膜晶体管基板,其中,所述数据布线包括数据线,以及所述源电极通过所述导电件连接到所述数据线,并且所述源电极至少部分地与所述有机半导体层接触。
11.根据权利要求7所述的薄膜晶体管基板,其中,所述第一栅极绝缘膜包括附加开口,以及所述薄膜晶体管基板还包括:栅极焊盘,形成在所述层间绝缘膜上,与所述栅电极同层;数据焊盘接触件,穿过所述接触孔连接到所述导电件;以及栅极焊盘接触件,穿过所述附加开口连接到所述栅极焊盘。
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、所述数据焊盘接触件和所述栅极焊盘接触件是由氧化铟锡和氧化铟锌中的一种形成的。
13.根据权利要求6所述的薄膜晶体管基板,其中,所述数据布线包括数据线和数据焊盘。
14.根据权利要求13所述的薄膜晶体管基板,还包括栅极线,形成在与所述栅电极相同的层上,并且与所述数据线绝缘交叉以限定像素区,其中,所述漏电极至少部分地与所述有机半导体层接触并与形成在所述像素区中的像素电极连接。
15.根据权利要求6所述的薄膜晶体管基板,还包括栅极焊盘,形成在所述层间绝缘膜上,与所述栅电极同层;以及附加开口,形成在所述第一栅极绝缘膜中,用于暴露至少一部分所述栅极焊盘。
16.根据权利要求1所述的薄膜晶体管基板,还包括第一钝化层,形成在所述沟道区中,并且形成在所述有机半导体层上。
17.根据权利要求16所述的薄膜晶体管基板,还包括第二钝化层,形成在所述第一钝化层上。
18.根据权利要求16所述的薄膜晶体管基板,其中,所述第一钝化层的高度低于围绕所述第一钝化层的所述第一栅极绝缘膜中的所述开口的高度。
19.根据权利要求1所述的薄膜晶体管基板,其中,所述第二栅极绝缘膜的高度低于围绕所述第二栅极绝缘膜的所述第一栅极绝缘膜的高度。
20.根据权利要求1所述的薄膜晶体管基板,其中,所述有机半导体层的高度低于围绕所述有机半导体层的所述第一栅极绝缘膜的高度。
21.一种用于制造薄膜晶体管基板的方法,包括:准备绝缘基板;在所述绝缘基板上形成栅电极;形成具有低介电常数的第一栅极绝缘膜;在所述第一栅极绝缘膜中形成暴露至少一部分所述栅电极的开口;在所述开口中形成介电常数大于所述第一栅极绝缘膜的介电常数的第二栅极绝缘膜;在所述第二栅极绝缘膜的中心区域中形成彼此分开布置的源电极和漏电极,以在它们之间限定沟道区;以及在所述沟道区中形成有机半导体层。
22.根据权利要求21所述的方法,还包括:在所述绝缘基板和所述栅电极之间形成数据布线,但是不与所述栅电极重叠;以及在所述数据布线和所述绝缘基板上形成层间绝缘膜,所述层间绝缘膜具有用于暴露至少一部分所述数据布线的接触孔。
23.根据权利要求22所述的方法,还包括:在形成所述栅电极时,在所述接触孔中形成导电件。
24.根据权利要求23所述的方法,其中,形成所述第二栅极绝缘膜包括采用喷墨法。
25.根据权利要求23所述的方法,还包括:在形成所述导电件时,形成栅极焊盘;在所述第一栅极绝缘膜中形成附加开口,用于暴露至少一部分所述栅极焊盘;以及在形成所述源电极和所述漏电极时,形成穿过所述接触孔连接到所述导电件的数据焊盘接触件,以及形成穿过所述附加开口连接到所述栅极焊盘的栅极焊盘接触件。
26.根据权利要求21所述的方法,其中,形成所述有机半导体层包括采用喷墨法。
27.根据权利要求21所述的方法,还包括在所述沟道区中以及在所述有机半导体层上形成第一钝化层。
28.根据权利要求27所述的方法,其中,形成所述第一钝化层包括采用喷墨法。
29.一种用于制造薄膜晶体管基板的方法,包括:在绝缘基板上形成栅电极;在所述栅电极上方形成彼此分开布置的源电极和漏电极,以限定沟道区;以及通过喷嘴将有机半导体材料喷入所述沟道区并在所述沟道区中形成有机半导体层。
30.根据权利要求29所述的方法,还包括:在形成所述源电极和所述漏电极之前,在所述栅电极上形成第一栅极绝缘膜;在所述第一栅极绝缘膜中形成开口,用于暴露所述栅电极;以及在所述开口内的所述栅电极上形成第二栅极绝缘膜,其中形成所述源电极和所述漏电极包括在所述第一栅极绝缘膜和所述第二栅极绝缘膜上形成所述源电极和所述漏电极。
31.根据权利要求30所述的方法,其中,形成所述第二栅极绝缘膜包括:选择用于所述第二栅极绝缘膜的材料,其介电常数高于形成所述第一栅极绝缘膜所使用的材料的介电常数。
32.根据权利要求30所述的方法,其中,形成所述第二栅极绝缘膜包括:形成厚度小于所述第一栅极绝缘膜的厚度的所述第二栅极绝缘膜。
33.根据权利要求30所述的方法,其中,形成所述第二栅极绝缘膜包括:将栅极绝缘材料喷入所述开口。
34.根据权利要求29所述的方法,还包括:将第一钝化层溶液喷射在所述有机半导体层上。
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