專利名稱：一種有機薄膜晶體管陣列基板及其制作方法
技術領域：
本發明涉及陣列基板的制作技術，尤其涉及一種有機薄膜晶體管陣列基板及其制作方法。
背景技術：
有機薄膜晶體管(OTFT, Organic Thin Film Transistors)是采用有機半導體為有源層的邏輯單元器件，與無機晶體管相比，OTFT具有下述主要優點有機薄膜的成膜技術更多、更新，如Langmuir-Blodgett(LB)技術、分子自組裝技術、真空蒸鍍、噴墨打印等，從而使制作工藝簡單、多樣、成本低；器件的尺寸能做得更小，集成度更高，分子尺度的減小 和集成度的提聞意味著操作功率的減小以及運算速度的提聞;以有機聚合物制成的晶體管，其電性能可通過對有機分子結構進行適當的修飾而得到滿意的結果；而且有機物易于獲得，有機場效應管的制作工藝也更為簡單，并不要求嚴格的控制氣氛條件和苛刻的純度要求，因而能有效地降低器件的成本；全部由有機材料制備的所謂“全有機”的晶體管呈現出非常好的柔韌性，而且質量輕，攜帶方便。有研究表明，對器件進行適度的扭曲或彎曲，器件的電特性并沒有顯著的改變，其良好的柔韌性進一步拓寬了有機晶體管的使用范圍，在平板顯示、傳感器、存儲卡、射頻識別標簽等領域中，顯現出應用前景，因此有機薄膜晶體管的研究與開發在國際上受到廣泛關注。現有技術中存在一些有機薄膜晶體管陣列基板的制作方案，但是這些制作方案都存在6 7次的構圖工藝，由于有機薄膜晶體管陣列基板的制作過程是采用多次構圖工藝實現的，且每次構圖工藝都需要把掩模板圖形轉移到薄膜圖形上，并且掩模板圖形需要精確的覆蓋在下一層薄膜圖形之上，因此現有的制作方案中，掩模板使用的數量較多，生產效率比較低，成本較高。
發明內容
有鑒于此，本發明的主要目的在于提供一種有機薄膜晶體管陣列基板及其制作方法，能夠高效的實現有機薄膜晶體管陣列基板的制作。為達到上述目的，本發明的技術方案是這樣實現的本發明提供一種有機薄膜晶體管陣列基板的制作方法，包括在玻璃基板上沉積一層透明導電薄膜和一層源漏金屬薄膜，并進行第一次構圖工藝，形成第一像素電極圖形、源電極圖形、漏電極圖形和數據線圖形；進行第二次構圖工藝，形成有機半導體層薄膜圖形和柵絕緣層薄膜圖形；沉積一層鈍化層薄膜，并進行第三次構圖工藝，形成數據線接口區域；沉積一層透明導電薄膜和柵極金屬薄膜，并進行第四次構圖工藝，形成第二像素電極圖形、柵電極圖形和柵線圖形。上述方法中，所述進行第一次構圖工藝，形成第一像素電極圖形、源電極圖形、漏電極圖形和數據線圖形為
在所述源漏金屬薄膜上旋涂一層光刻膠，采用掩模板對光刻膠進行曝光顯影處理，得到光刻膠去除區域、光刻膠部分保留區域和光刻膠完全保留區域；進行第一次刻蝕處理，刻蝕光刻膠去除區域的透明導電薄膜與源漏金屬薄膜；對所述光刻膠進行灰化處理，去除所述光刻膠部分保留區域的光刻膠；進行第二次刻蝕處理，刻蝕光刻膠部分保留區域的源漏金屬薄膜，得到第一像素電極圖形；剝離所述光刻膠完全保留區域的光刻膠，得到源電極圖形、漏電極圖形和數據線圖形。上述方法中，所述進行第二次構圖工藝，形成有機半導體層薄膜圖形和柵絕緣層薄膜圖形為
制備酞菁氧釩有機半導體薄膜，并制備聚乙烯苯酚柵絕緣層薄膜，進行前烘處理和后烘處理；旋涂一層光刻膠，并利用掩模板對光刻膠進行曝光顯影處理，得到光刻膠去除區域和光刻膠完全保留區域；進行刻蝕處理，刻蝕掉光刻膠去除區域的柵絕緣層薄膜與有機半導體薄膜層。上述方法中，所述前烘處理為在100°C下進行20min的前烘處理；所述后烘處理為在130°C下進行20min的后烘處理。上述方法中，所述進行第三次構圖工藝，形成數據線接口區域為進行第三次構圖工藝，將數據線接口區域的鈍化層薄膜去除，暴露出數據線接口區域。上述方法中，所述進行第四次構圖工藝，形成第二像素電極圖形、柵電極圖形和柵線圖形為在沉積的透明導電薄膜與柵金屬薄膜后，旋涂一層光刻膠，并利用掩模板對光刻膠進行曝光顯影處理，得到光刻膠完全保留區域、光刻膠部分保留區域和光刻膠去除區域；進行第一次刻蝕處理，刻蝕掉光刻膠去除區域的透明導電薄膜與柵電極金屬薄膜；對光刻膠進行灰化處理，去除光刻膠部分保留區域的光刻膠；進行第二次刻蝕處理，得到第二像素電極圖形；剝離光刻膠完全保留區域的光刻膠，得到柵電極圖形和柵線圖形。上述方法中，所述掩模板為半色調掩模板或灰色調掩模板。本發明還提供一種有機薄膜晶體管陣列基板，包括在第一次構圖工藝中形成的第一像素電極圖形、源電極圖形、漏電極圖形和數據線圖形，在第二次構圖工藝中形成的有機半導體層薄膜圖形和柵絕緣層薄膜圖形，在第三次構圖工藝中形成的數據線接口區域，以及在第四次構圖工藝中形成的第二像素電極圖形、柵電極圖形和柵線圖形。本發明提供的有機薄膜晶體管陣列基板及其制作方法，在玻璃基板上沉積一層透明導電薄膜和一層源漏金屬薄膜，并進行第一次構圖工藝，形成第一像素電極圖形、源電極圖形、漏電極圖形和數據線圖形；進行第二次構圖工藝，形成有機半導體層薄膜圖形和柵絕緣層薄膜圖形；沉積一層鈍化層薄膜，并進行第三次構圖工藝，形成數據線接口區域；沉積一層透明導電薄膜和柵極金屬薄膜，并進行第四次構圖工藝，形成第二像素電極圖形、柵電極圖形和柵線圖形，一共采用四次構圖工藝，可以在一次構圖工藝中實現第一像素電極圖形、源電極圖形、漏電極圖形和數據線圖形，或有機半導體層薄膜圖形和柵絕緣層薄膜圖形，或第二像素電極圖形、柵電極圖形和柵線圖形，因此在本發明提供的有機薄膜晶體管陣列基板的制作方法中，僅存在四次構圖工藝，因而可以簡化制作工藝，減少掩模板使用的數量，進而降低有機薄膜晶體管陣列基板的制作成本，提高生產效率。
圖I是本發明實現有機薄膜晶體管陣列基板的制作方法的流程示意圖；圖2(a)是本發明在玻璃基板上沉積一層透明導電薄膜和一層金屬薄膜后的OTFT的截面示意圖；圖2(b)是本發明第一次構圖工藝中掩模板曝光顯影處理后的OTFT的截面示意 圖；圖2(c)是本發明第一次構圖工藝中第一次刻蝕后的OTFT的截面示意圖；圖2 (d)是本發明第一次構圖工藝中對光刻膠進行灰化處理后的OTFT的截面示意圖；圖2(e)是本發明第一次構圖工藝中第二次刻蝕后的OTFT的截面示意圖；圖2(f)是本發明第一次構圖工藝中第二次刻蝕后的OTFT的平面示意圖；圖2(g)是本發明第一次構圖工藝中光刻膠被剝離后的OTFT的截面示意圖；圖3 (a)是本發明制備有機半導體薄膜和柵絕緣層薄膜后的OTFT的截面示意圖；圖3(b)是本發明第二次構圖工藝中掩模板曝光顯影處理后的OTFT的截面示意圖；圖3(c)是本發明第二次構圖工藝中刻蝕后的OTFT的截面示意圖；圖3(d)是本發明第二次構圖工藝中刻蝕后的OTFT的平面示意圖；圖4是本發明第三次構圖工藝后的OTFT的截面示意圖；圖5(a)是本發明在第三次構圖工藝后在陣列基板上沉積透明導電薄膜與柵金屬薄膜后的截面示意圖；圖5 (b)是本發明的第四次構圖工藝中掩模板曝光顯影處理后的OTFT的截面示意圖；圖5(c)是本發明第四次構圖工藝中第一次刻蝕后的OTFT的截面示意圖；圖5 (d)是本發明第四次構圖工藝中對光刻膠進行灰化處理后的OTFT的截面示意圖；圖5(e)是本發明第四次構圖工藝中第二次刻蝕處理后的OTFT的截面示意圖；圖5(f)是本發明第四次構圖工藝中剝離光刻膠后的OTFT的截面示意圖。
具體實施例方式本發明的基本思想是在玻璃基板上沉積一層透明導電薄膜和一層源漏金屬薄膜，并進行第一次構圖工藝，形成第一像素電極圖形、源電極圖形、漏電極圖形和數據線圖形；進行第二次構圖工藝，形成有機半導體層薄膜圖形和柵絕緣層薄膜圖形；沉積一層鈍化層薄膜，并進行第三次構圖工藝，形成數據線接口區域；沉積一層透明導電薄膜和柵極金屬薄膜，并進行第四次構圖工藝，形成第二像素電極圖形、柵電極圖形和柵線圖形。下面通過附圖及具體實施例對本發明再做進一步的詳細說明。本發明提供一種有機薄膜晶體管陣列基板的制作方法，圖I是本發明實現有機薄膜晶體管陣列基板的制作方法的流程示意圖，如圖I所示，該方法包括以下步驟步驟101，在玻璃基板上沉積一層透明導電薄膜和一層源漏金屬薄膜，并進行第一次構圖工藝，形成第一像素電極圖形、源電極圖形、漏電極圖形和數據線圖形；具體的，圖2(a)是本發明在玻璃基板上沉積一層透明導電薄膜和一層金屬薄膜后的OTFT的截面示意圖，如圖2 (a)所示，在玻璃基板21上，利用濺射的方法先沉積一層透明導電薄膜22，然后在透明導電薄膜上利用濺射的方法再沉積一層源漏金屬薄膜23 ；
圖2(b)是本發明第一次構圖工藝中掩模板曝光顯影處理后的OTFT的截面示意圖，如圖2(b)所示，在如圖2(a)所示的陣列基板上再旋涂一層光刻膠24，采用半色調掩模板或灰色調掩模板對光刻膠24進行曝光顯影處理，其中，區域A為光刻膠去除區域，區域B為光刻膠部分保留區域，區域C為光刻膠完全保留區域，光刻膠完全保留區域是對應于形成源電極圖形、漏電極圖形及數據線圖形的區域，光刻膠部分保留區域是對應于形成第一像素電極圖形的區域，光刻膠去除區域是對應于光刻膠完全保留區域與光刻膠部分保留區域之外的區域，用于形成溝道區域；圖2(c)是本發明第一次構圖工藝中第一次刻蝕后的OTFT的截面示意圖，如圖2(c)所示，對圖2(b)所示的陣列基板進行第一次刻蝕處理，(剝離)刻蝕光刻膠去除區域的透明導電薄膜與源漏金屬薄膜；圖2 (d)是本發明第一次構圖工藝中對光刻膠進行灰化處理后的OTFT的截面示意圖，如圖2(d)所示，對圖2(c)所示的陣列基板上的光刻膠進行灰化處理，光刻膠部分保留區域的光刻膠被去除；圖2(e)是本發明第一次構圖工藝中第二次刻蝕后的OTFT的截面示意圖，圖2 (f)是本發明第一次構圖工藝中第二次刻蝕后的OTFT的平面示意圖，如圖2(e)和2(f)所示，對圖2(d)所示的陣列基板進行第二次刻蝕處理，刻蝕光刻膠部分保留區域的源漏金屬薄膜，得到第一像素電極圖形；圖2(g)是本發明第一次構圖工藝中光刻膠被剝離后的OTFT的截面示意圖，如圖2(g)所示，剝離對圖2(e)所示的陣列基板上的光刻膠完全保留區域的光刻膠，得到源電極圖形、漏電極圖形和數據線圖形。步驟102，進行第二次構圖工藝，形成有機半導體層薄膜圖形和柵絕緣層薄膜圖形；具體的，圖3(a)是本發明制備有機半導體薄膜和柵絕緣層薄膜后的OTFT的截面示意圖，如圖3(a)所示，在步驟101形成的陣列基板上，利用真空蒸發的方式制備酞菁氧釩有機半導體薄膜25，酞菁氧釩有機半導體薄膜25的厚度為50nm ;然后利用旋涂的方式制備聚乙烯苯酹(PVP,Poly (4-Vinylphenol))柵絕緣層薄膜26,并在100°C下,進行20min的前烘處理，在130°C下，進行20min的后烘處理，這里需要保證處理后得到的柵絕緣層薄膜的厚度為550nm ；
圖3(b)是本發明第二次構圖工藝中掩模板曝光顯影處理后的OTFT的截面示意圖，如圖3(b)所示，在圖3(a)所示的陣列基板上旋涂一層光刻膠27，并利用掩模板對光刻膠27進行曝光顯影處理，其中，區域A為光刻膠去除區域，區域B為光刻膠完全保留區域，光刻膠完全保留區域是對應于形成有機半導體層薄膜圖形與柵絕緣層薄膜圖形的區域；圖3 (c)是本發明第二次構圖工藝中刻蝕后的OTFT的截面示意圖，圖3(d)是本發明第二次構圖工藝中刻蝕后的OTFT的平面示意圖，如圖3 (c)和3(d)所示，對圖3(b)所示的陣列基板進行刻蝕處理，刻蝕掉光刻膠去除區域的柵絕緣層薄膜與有機半導體薄膜層。本步驟中首先制備了有機半導體薄膜和柵絕緣層薄膜，這是制作有機薄膜晶體管陣列基板的基礎。步驟103，沉積一層鈍化層薄膜，并進行第三次構圖工藝，形成數據線接口區域； 具體的，圖4是本發明第三次構圖工藝后的OTFT的截面示意圖，如圖4所示，在步驟102形成的陣列基板上，再沉積一層鈍化層薄膜，在沉積完鈍化層薄膜后，進行第三次構圖工藝，將數據線接口區域的鈍化層薄膜去除，暴露出數據線接口區域，形成鈍化層薄膜圖形28。步驟104，沉積一層透明導電薄膜和柵極金屬薄膜，并進行第四次構圖工藝，形成第二像素電極圖形、柵電極圖形和柵線圖形；具體的，圖5(a)是本發明在第三次構圖工藝后在陣列基板上沉積透明導電薄膜與柵金屬薄膜后的截面示意圖，如圖5(a)所示，在步驟103形成的陣列基板上先沉積一層透明導電薄膜29，再沉積一層柵極金屬薄膜30 ；圖5 (b)是本發明的第四次構圖工藝中掩模板曝光顯影處理后的OTFT的截面示意圖，如圖5(b)所示，在沉積透明導電薄膜29與柵金屬薄膜30后，再旋涂一層光刻膠31，并利用半色調掩模板或灰色調掩模板對光刻膠31進行曝光顯影處理；其中，區域A為光刻膠完全保留區域，區域B為光刻膠部分保留區域，區域C為光刻膠去除區域，光刻膠完全保留區域是對應于形成柵電極圖形和柵線圖形的區域，光刻膠部分保留區域是對應于形成第二像素電極圖形的區域，光刻膠完全去除區域是對應于光刻膠完全保留區域與光刻膠部分保留區域之外的區域；圖5(c)是本發明第四次構圖工藝中第一次刻蝕后的OTFT的截面示意圖，如圖5(c)所示，對于圖5(b)所示的陣列基板進行第一次刻蝕處理，刻蝕掉光刻膠去除區域的透明導電薄膜與柵電極金屬薄膜；圖5 (d)是本發明第四次構圖工藝中對光刻膠進行灰化處理后的OTFT的截面示意圖，如圖5(d)所示，對圖5(c)所示的陣列基板上的光刻膠進行灰化處理，光刻膠部分保留區域的光刻膠被去除；圖5(e)是本發明第四次構圖工藝中第二次刻蝕處理后的OTFT的截面示意圖，如圖5(e)所示，對圖5(d)所示的陣列基板進行第二次刻蝕處理，刻蝕掉第二像素電極上的柵電極金屬薄膜，得到第二像素電極圖形；圖5(f)是本發明第四次構圖工藝中剝離光刻膠后的OTFT的截面示意圖，如圖5(f)所示，剝離對圖5(e)所示的陣列基板上的光刻膠完全保留區域的光刻膠，得到柵電極圖形和柵線圖形。基于以上描述可見，本發明還提供一種有機薄膜晶體管陣列基板，該有機薄膜晶體管陣列基板包括在第一次構圖工藝中形成的第一像素電極圖形、源電極圖形、漏電極圖形和數據線圖形，在第二次構圖工藝中形成的有機半導體層薄膜圖形和柵絕緣層薄膜圖形，在第三次構圖工藝中形成的數據線接口區域，以及在第四次構圖工藝中形成的第二像素電極圖形、柵電極圖形和柵線圖形。 以上所述，僅為本發明的較佳實施例而已，并非用于限定本發明的保護范圍，凡在本發明的精神和原則之內所作的任何修改、等同替換和改進等，均應包含在本發明的保護范圍之內。
權利要求
1.一種有機薄膜晶體管陣列基板的制作方法，其特征在于，該方法包括 在玻璃基板上沉積一層透明導電薄膜和一層源漏金屬薄膜，并進行第一次構圖工藝，形成第一像素電極圖形、源電極圖形、漏電極圖形和數據線圖形； 進行第二次構圖工藝，形成有機半導體層薄膜圖形和柵絕緣層薄膜圖形； 沉積一層鈍化層薄膜，并進行第三次構圖工藝，形成數據線接口區域； 沉積一層透明導電薄膜和柵極金屬薄膜，并進行第四次構圖工藝，形成第二像素電極圖形、柵電極圖形和柵線圖形。
2.根據權利要求I所述的方法，其特征在于，所述進行第一次構圖工藝，形成第一像素電極圖形、源電極圖形、漏電極圖形和數據線圖形為 在所述源漏金屬薄膜上旋涂一層光刻膠，采用掩模板對光刻膠進行曝光顯影處理，得 到光刻膠去除區域、光刻膠部分保留區域和光刻膠完全保留區域； 進行第一次刻蝕處理，刻蝕光刻膠去除區域的透明導電薄膜與源漏金屬薄膜； 對所述光刻膠進行灰化處理，去除所述光刻膠部分保留區域的光刻膠； 進行第二次刻蝕處理，刻蝕光刻膠部分保留區域的源漏金屬薄膜，得到第一像素電極圖形； 剝離所述光刻膠完全保留區域的光刻膠，得到源電極圖形、漏電極圖形和數據線圖形。
3.根據權利要求I所述的方法，其特征在于，所述進行第二次構圖工藝，形成有機半導體層薄膜圖形和柵絕緣層薄膜圖形為 制備酞菁氧釩有機半導體薄膜，并制備聚乙烯苯酚柵絕緣層薄膜，進行前烘處理和后烘處理； 旋涂一層光刻膠，并利用掩模板對光刻膠進行曝光顯影處理，得到光刻膠去除區域和光刻膠完全保留區域； 進行刻蝕處理，刻蝕掉光刻膠去除區域的柵絕緣層薄膜與有機半導體薄膜層。
4.根據權利要求3所述的方法，其特征在于， 所述前烘處理為在100°C下進行20min的前烘處理； 所述后烘處理為在130°C下進行20min的后烘處理。
5.根據權利要求I所述的方法，其特征在于，所述進行第三次構圖工藝，形成數據線接口區域為 進行第三次構圖工藝，將數據線接口區域的鈍化層薄膜去除，暴露出數據線接口區域。
6.根據權利要求I所述的方法，其特征在于，所述進行第四次構圖工藝，形成第二像素電極圖形、柵電極圖形和柵線圖形為 在沉積的透明導電薄膜與柵金屬薄膜后，旋涂一層光刻膠，并利用掩模板對光刻膠進行曝光顯影處理，得到光刻膠完全保留區域、光刻膠部分保留區域和光刻膠去除區域；進行第一次刻蝕處理，刻蝕掉光刻膠去除區域的透明導電薄膜與柵電極金屬薄膜；對光刻膠進行灰化處理，去除光刻膠部分保留區域的光刻膠； 進行第二次刻蝕處理，得到第二像素電極圖形； 剝離光刻膠完全保留區域的光刻膠，得到柵電極圖形和柵線圖形。
7.根據權利要求2或6所述的方法，其特征在于，所述掩模板為半色調掩模板或灰色調掩模板。
8.一種有機薄膜晶體管陣列基板，其特征在于，該有機薄膜晶體管陣列基板包括在第一次構圖工藝中形成的第一像素電極圖形、源電極圖形、漏電極圖形和數據線圖形，在第二次構圖工藝中形成的有機半導體層薄膜圖形和柵絕緣層薄膜圖形，在第三次構圖工藝中形成的數據線接口區域，以及在第四次構圖工藝中形成的第二像素電極圖形、柵電極圖形和柵線圖形。
全文摘要
本發明公開一種有機薄膜晶體管陣列基板的制作方法，包括在玻璃基板上沉積一層透明導電薄膜和一層源漏金屬薄膜，并進行第一次構圖工藝，形成第一像素電極圖形、源電極圖形、漏電極圖形和數據線圖形；進行第二次構圖工藝，形成有機半導體層薄膜圖形和柵絕緣層薄膜圖形；沉積一層鈍化層薄膜，并進行第三次構圖工藝，形成數據線接口區域；沉積一層透明導電薄膜和柵極金屬薄膜，并進行第四次構圖工藝，形成第二像素電極圖形、柵電極圖形和柵線圖形；本發明還提供一種有機薄膜晶體管陣列基板。根據本發明的技術方案，能夠高效的實現有機薄膜晶體管陣列基板的制作。
文檔編號H01L51/05GK102779942SQ20111013601
公開日2012年11月14日 申請日期2011年5月24日 優先權日2011年5月24日
發明者張學輝 申請人:京東方科技集團股份有限公司