专利名称：一种有机薄膜晶体管阵列基板及其制作方法
技术领域：
本发明涉及阵列基板的制作技术，尤其涉及一种有机薄膜晶体管阵列基板及其制作方法。
背景技术：
有机薄膜晶体管(OTFT, Organic Thin Film Transistors)是采用有机半导体为有源层的逻辑单元器件，与无机晶体管相比，OTFT具有下述主要优点有机薄膜的成膜技术更多、更新，如Langmuir-Blodgett(LB)技术、分子自组装技术、真空蒸镀、喷墨打印等，从而使制作工艺简单、多样、成本低；器件的尺寸能做得更小，集成度更高，分子尺度的减小 和集成度的提闻意味着操作功率的减小以及运算速度的提闻;以有机聚合物制成的晶体管，其电性能可通过对有机分子结构进行适当的修饰而得到满意的结果；而且有机物易于获得，有机场效应管的制作工艺也更为简单，并不要求严格的控制气氛条件和苛刻的纯度要求，因而能有效地降低器件的成本；全部由有机材料制备的所谓“全有机”的晶体管呈现出非常好的柔韧性，而且质量轻，携带方便。有研究表明，对器件进行适度的扭曲或弯曲，器件的电特性并没有显著的改变，其良好的柔韧性进一步拓宽了有机晶体管的使用范围，在平板显示、传感器、存储卡、射频识别标签等领域中，显现出应用前景，因此有机薄膜晶体管的研究与开发在国际上受到广泛关注。现有技术中存在一些有机薄膜晶体管阵列基板的制作方案，但是这些制作方案都存在6 7次的构图工艺，由于有机薄膜晶体管阵列基板的制作过程是采用多次构图工艺实现的，且每次构图工艺都需要把掩模板图形转移到薄膜图形上，并且掩模板图形需要精确的覆盖在下一层薄膜图形之上，因此现有的制作方案中，掩模板使用的数量较多，生产效率比较低，成本较高。
发明内容
有鉴于此，本发明的主要目的在于提供一种有机薄膜晶体管阵列基板及其制作方法，能够高效的实现有机薄膜晶体管阵列基板的制作。为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的本发明提供一种有机薄膜晶体管阵列基板的制作方法，包括在玻璃基板上沉积一层透明导电薄膜和一层源漏金属薄膜，并进行第一次构图工艺，形成第一像素电极图形、源电极图形、漏电极图形和数据线图形；进行第二次构图工艺，形成有机半导体层薄膜图形和栅绝缘层薄膜图形；沉积一层钝化层薄膜，并进行第三次构图工艺，形成数据线接口区域；沉积一层透明导电薄膜和栅极金属薄膜，并进行第四次构图工艺，形成第二像素电极图形、栅电极图形和栅线图形。上述方法中，所述进行第一次构图工艺，形成第一像素电极图形、源电极图形、漏电极图形和数据线图形为
在所述源漏金属薄膜上旋涂一层光刻胶，采用掩模板对光刻胶进行曝光显影处理，得到光刻胶去除区域、光刻胶部分保留区域和光刻胶完全保留区域；进行第一次刻蚀处理，刻蚀光刻胶去除区域的透明导电薄膜与源漏金属薄膜；对所述光刻胶进行灰化处理，去除所述光刻胶部分保留区域的光刻胶；进行第二次刻蚀处理，刻蚀光刻胶部分保留区域的源漏金属薄膜，得到第一像素电极图形；剥离所述光刻胶完全保留区域的光刻胶，得到源电极图形、漏电极图形和数据线图形。上述方法中，所述进行第二次构图工艺，形成有机半导体层薄膜图形和栅绝缘层薄膜图形为
制备酞菁氧钒有机半导体薄膜，并制备聚乙烯苯酚栅绝缘层薄膜，进行前烘处理和后烘处理；旋涂一层光刻胶，并利用掩模板对光刻胶进行曝光显影处理，得到光刻胶去除区域和光刻胶完全保留区域；进行刻蚀处理，刻蚀掉光刻胶去除区域的栅绝缘层薄膜与有机半导体薄膜层。上述方法中，所述前烘处理为在100°C下进行20min的前烘处理；所述后烘处理为在130°C下进行20min的后烘处理。上述方法中，所述进行第三次构图工艺，形成数据线接口区域为进行第三次构图工艺，将数据线接口区域的钝化层薄膜去除，暴露出数据线接口区域。上述方法中，所述进行第四次构图工艺，形成第二像素电极图形、栅电极图形和栅线图形为在沉积的透明导电薄膜与栅金属薄膜后，旋涂一层光刻胶，并利用掩模板对光刻胶进行曝光显影处理，得到光刻胶完全保留区域、光刻胶部分保留区域和光刻胶去除区域；进行第一次刻蚀处理，刻蚀掉光刻胶去除区域的透明导电薄膜与栅电极金属薄膜；对光刻胶进行灰化处理，去除光刻胶部分保留区域的光刻胶；进行第二次刻蚀处理，得到第二像素电极图形；剥离光刻胶完全保留区域的光刻胶，得到栅电极图形和栅线图形。上述方法中，所述掩模板为半色调掩模板或灰色调掩模板。本发明还提供一种有机薄膜晶体管阵列基板，包括在第一次构图工艺中形成的第一像素电极图形、源电极图形、漏电极图形和数据线图形，在第二次构图工艺中形成的有机半导体层薄膜图形和栅绝缘层薄膜图形，在第三次构图工艺中形成的数据线接口区域，以及在第四次构图工艺中形成的第二像素电极图形、栅电极图形和栅线图形。本发明提供的有机薄膜晶体管阵列基板及其制作方法，在玻璃基板上沉积一层透明导电薄膜和一层源漏金属薄膜，并进行第一次构图工艺，形成第一像素电极图形、源电极图形、漏电极图形和数据线图形；进行第二次构图工艺，形成有机半导体层薄膜图形和栅绝缘层薄膜图形；沉积一层钝化层薄膜，并进行第三次构图工艺，形成数据线接口区域；沉积一层透明导电薄膜和栅极金属薄膜，并进行第四次构图工艺，形成第二像素电极图形、栅电极图形和栅线图形，一共采用四次构图工艺，可以在一次构图工艺中实现第一像素电极图形、源电极图形、漏电极图形和数据线图形，或有机半导体层薄膜图形和栅绝缘层薄膜图形，或第二像素电极图形、栅电极图形和栅线图形，因此在本发明提供的有机薄膜晶体管阵列基板的制作方法中，仅存在四次构图工艺，因而可以简化制作工艺，减少掩模板使用的数量，进而降低有机薄膜晶体管阵列基板的制作成本，提高生产效率。
图I是本发明实现有机薄膜晶体管阵列基板的制作方法的流程示意图；图2(a)是本发明在玻璃基板上沉积一层透明导电薄膜和一层金属薄膜后的OTFT的截面示意图；图2(b)是本发明第一次构图工艺中掩模板曝光显影处理后的OTFT的截面示意 图；图2(c)是本发明第一次构图工艺中第一次刻蚀后的OTFT的截面示意图；图2 (d)是本发明第一次构图工艺中对光刻胶进行灰化处理后的OTFT的截面示意图；图2(e)是本发明第一次构图工艺中第二次刻蚀后的OTFT的截面示意图；图2(f)是本发明第一次构图工艺中第二次刻蚀后的OTFT的平面示意图；图2(g)是本发明第一次构图工艺中光刻胶被剥离后的OTFT的截面示意图；图3 (a)是本发明制备有机半导体薄膜和栅绝缘层薄膜后的OTFT的截面示意图；图3(b)是本发明第二次构图工艺中掩模板曝光显影处理后的OTFT的截面示意图；图3(c)是本发明第二次构图工艺中刻蚀后的OTFT的截面示意图；图3(d)是本发明第二次构图工艺中刻蚀后的OTFT的平面示意图；图4是本发明第三次构图工艺后的OTFT的截面示意图；图5(a)是本发明在第三次构图工艺后在阵列基板上沉积透明导电薄膜与栅金属薄膜后的截面示意图；图5 (b)是本发明的第四次构图工艺中掩模板曝光显影处理后的OTFT的截面示意图；图5(c)是本发明第四次构图工艺中第一次刻蚀后的OTFT的截面示意图；图5 (d)是本发明第四次构图工艺中对光刻胶进行灰化处理后的OTFT的截面示意图；图5(e)是本发明第四次构图工艺中第二次刻蚀处理后的OTFT的截面示意图；图5(f)是本发明第四次构图工艺中剥离光刻胶后的OTFT的截面示意图。
具体实施例方式本发明的基本思想是在玻璃基板上沉积一层透明导电薄膜和一层源漏金属薄膜，并进行第一次构图工艺，形成第一像素电极图形、源电极图形、漏电极图形和数据线图形；进行第二次构图工艺，形成有机半导体层薄膜图形和栅绝缘层薄膜图形；沉积一层钝化层薄膜，并进行第三次构图工艺，形成数据线接口区域；沉积一层透明导电薄膜和栅极金属薄膜，并进行第四次构图工艺，形成第二像素电极图形、栅电极图形和栅线图形。下面通过附图及具体实施例对本发明再做进一步的详细说明。本发明提供一种有机薄膜晶体管阵列基板的制作方法，图I是本发明实现有机薄膜晶体管阵列基板的制作方法的流程示意图，如图I所示，该方法包括以下步骤步骤101，在玻璃基板上沉积一层透明导电薄膜和一层源漏金属薄膜，并进行第一次构图工艺，形成第一像素电极图形、源电极图形、漏电极图形和数据线图形；具体的，图2(a)是本发明在玻璃基板上沉积一层透明导电薄膜和一层金属薄膜后的OTFT的截面示意图，如图2 (a)所示，在玻璃基板21上，利用溅射的方法先沉积一层透明导电薄膜22，然后在透明导电薄膜上利用溅射的方法再沉积一层源漏金属薄膜23 ；
图2(b)是本发明第一次构图工艺中掩模板曝光显影处理后的OTFT的截面示意图，如图2(b)所示，在如图2(a)所示的阵列基板上再旋涂一层光刻胶24，采用半色调掩模板或灰色调掩模板对光刻胶24进行曝光显影处理，其中，区域A为光刻胶去除区域，区域B为光刻胶部分保留区域，区域C为光刻胶完全保留区域，光刻胶完全保留区域是对应于形成源电极图形、漏电极图形及数据线图形的区域，光刻胶部分保留区域是对应于形成第一像素电极图形的区域，光刻胶去除区域是对应于光刻胶完全保留区域与光刻胶部分保留区域之外的区域，用于形成沟道区域；图2(c)是本发明第一次构图工艺中第一次刻蚀后的OTFT的截面示意图，如图2(c)所示，对图2(b)所示的阵列基板进行第一次刻蚀处理，(剥离)刻蚀光刻胶去除区域的透明导电薄膜与源漏金属薄膜；图2 (d)是本发明第一次构图工艺中对光刻胶进行灰化处理后的OTFT的截面示意图，如图2(d)所示，对图2(c)所示的阵列基板上的光刻胶进行灰化处理，光刻胶部分保留区域的光刻胶被去除；图2(e)是本发明第一次构图工艺中第二次刻蚀后的OTFT的截面示意图，图2 (f)是本发明第一次构图工艺中第二次刻蚀后的OTFT的平面示意图，如图2(e)和2(f)所示，对图2(d)所示的阵列基板进行第二次刻蚀处理，刻蚀光刻胶部分保留区域的源漏金属薄膜，得到第一像素电极图形；图2(g)是本发明第一次构图工艺中光刻胶被剥离后的OTFT的截面示意图，如图2(g)所示，剥离对图2(e)所示的阵列基板上的光刻胶完全保留区域的光刻胶，得到源电极图形、漏电极图形和数据线图形。步骤102，进行第二次构图工艺，形成有机半导体层薄膜图形和栅绝缘层薄膜图形；具体的，图3(a)是本发明制备有机半导体薄膜和栅绝缘层薄膜后的OTFT的截面示意图，如图3(a)所示，在步骤101形成的阵列基板上，利用真空蒸发的方式制备酞菁氧钒有机半导体薄膜25，酞菁氧钒有机半导体薄膜25的厚度为50nm ;然后利用旋涂的方式制备聚乙烯苯酹(PVP,Poly (4-Vinylphenol))栅绝缘层薄膜26,并在100°C下,进行20min的前烘处理，在130°C下，进行20min的后烘处理，这里需要保证处理后得到的栅绝缘层薄膜的厚度为550nm ；
图3(b)是本发明第二次构图工艺中掩模板曝光显影处理后的OTFT的截面示意图，如图3(b)所示，在图3(a)所示的阵列基板上旋涂一层光刻胶27，并利用掩模板对光刻胶27进行曝光显影处理，其中，区域A为光刻胶去除区域，区域B为光刻胶完全保留区域，光刻胶完全保留区域是对应于形成有机半导体层薄膜图形与栅绝缘层薄膜图形的区域；图3 (c)是本发明第二次构图工艺中刻蚀后的OTFT的截面示意图，图3(d)是本发明第二次构图工艺中刻蚀后的OTFT的平面示意图，如图3 (c)和3(d)所示，对图3(b)所示的阵列基板进行刻蚀处理，刻蚀掉光刻胶去除区域的栅绝缘层薄膜与有机半导体薄膜层。本步骤中首先制备了有机半导体薄膜和栅绝缘层薄膜，这是制作有机薄膜晶体管阵列基板的基础。步骤103，沉积一层钝化层薄膜，并进行第三次构图工艺，形成数据线接口区域； 具体的，图4是本发明第三次构图工艺后的OTFT的截面示意图，如图4所示，在步骤102形成的阵列基板上，再沉积一层钝化层薄膜，在沉积完钝化层薄膜后，进行第三次构图工艺，将数据线接口区域的钝化层薄膜去除，暴露出数据线接口区域，形成钝化层薄膜图形28。步骤104，沉积一层透明导电薄膜和栅极金属薄膜，并进行第四次构图工艺，形成第二像素电极图形、栅电极图形和栅线图形；具体的，图5(a)是本发明在第三次构图工艺后在阵列基板上沉积透明导电薄膜与栅金属薄膜后的截面示意图，如图5(a)所示，在步骤103形成的阵列基板上先沉积一层透明导电薄膜29，再沉积一层栅极金属薄膜30 ；图5 (b)是本发明的第四次构图工艺中掩模板曝光显影处理后的OTFT的截面示意图，如图5(b)所示，在沉积透明导电薄膜29与栅金属薄膜30后，再旋涂一层光刻胶31，并利用半色调掩模板或灰色调掩模板对光刻胶31进行曝光显影处理；其中，区域A为光刻胶完全保留区域，区域B为光刻胶部分保留区域，区域C为光刻胶去除区域，光刻胶完全保留区域是对应于形成栅电极图形和栅线图形的区域，光刻胶部分保留区域是对应于形成第二像素电极图形的区域，光刻胶完全去除区域是对应于光刻胶完全保留区域与光刻胶部分保留区域之外的区域；图5(c)是本发明第四次构图工艺中第一次刻蚀后的OTFT的截面示意图，如图5(c)所示，对于图5(b)所示的阵列基板进行第一次刻蚀处理，刻蚀掉光刻胶去除区域的透明导电薄膜与栅电极金属薄膜；图5 (d)是本发明第四次构图工艺中对光刻胶进行灰化处理后的OTFT的截面示意图，如图5(d)所示，对图5(c)所示的阵列基板上的光刻胶进行灰化处理，光刻胶部分保留区域的光刻胶被去除；图5(e)是本发明第四次构图工艺中第二次刻蚀处理后的OTFT的截面示意图，如图5(e)所示，对图5(d)所示的阵列基板进行第二次刻蚀处理，刻蚀掉第二像素电极上的栅电极金属薄膜，得到第二像素电极图形；图5(f)是本发明第四次构图工艺中剥离光刻胶后的OTFT的截面示意图，如图5(f)所示，剥离对图5(e)所示的阵列基板上的光刻胶完全保留区域的光刻胶，得到栅电极图形和栅线图形。基于以上描述可见，本发明还提供一种有机薄膜晶体管阵列基板，该有机薄膜晶体管阵列基板包括在第一次构图工艺中形成的第一像素电极图形、源电极图形、漏电极图形和数据线图形，在第二次构图工艺中形成的有机半导体层薄膜图形和栅绝缘层薄膜图形，在第三次构图工艺中形成的数据线接口区域，以及在第四次构图工艺中形成的第二像素电极图形、栅电极图形和栅线图形。 以上所述，仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围，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。
权利要求
1.一种有机薄膜晶体管阵列基板的制作方法，其特征在于，该方法包括 在玻璃基板上沉积一层透明导电薄膜和一层源漏金属薄膜，并进行第一次构图工艺，形成第一像素电极图形、源电极图形、漏电极图形和数据线图形； 进行第二次构图工艺，形成有机半导体层薄膜图形和栅绝缘层薄膜图形； 沉积一层钝化层薄膜，并进行第三次构图工艺，形成数据线接口区域； 沉积一层透明导电薄膜和栅极金属薄膜，并进行第四次构图工艺，形成第二像素电极图形、栅电极图形和栅线图形。
2.根据权利要求I所述的方法，其特征在于，所述进行第一次构图工艺，形成第一像素电极图形、源电极图形、漏电极图形和数据线图形为 在所述源漏金属薄膜上旋涂一层光刻胶，采用掩模板对光刻胶进行曝光显影处理，得 到光刻胶去除区域、光刻胶部分保留区域和光刻胶完全保留区域； 进行第一次刻蚀处理，刻蚀光刻胶去除区域的透明导电薄膜与源漏金属薄膜； 对所述光刻胶进行灰化处理，去除所述光刻胶部分保留区域的光刻胶； 进行第二次刻蚀处理，刻蚀光刻胶部分保留区域的源漏金属薄膜，得到第一像素电极图形； 剥离所述光刻胶完全保留区域的光刻胶，得到源电极图形、漏电极图形和数据线图形。
3.根据权利要求I所述的方法，其特征在于，所述进行第二次构图工艺，形成有机半导体层薄膜图形和栅绝缘层薄膜图形为 制备酞菁氧钒有机半导体薄膜，并制备聚乙烯苯酚栅绝缘层薄膜，进行前烘处理和后烘处理； 旋涂一层光刻胶，并利用掩模板对光刻胶进行曝光显影处理，得到光刻胶去除区域和光刻胶完全保留区域； 进行刻蚀处理，刻蚀掉光刻胶去除区域的栅绝缘层薄膜与有机半导体薄膜层。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于， 所述前烘处理为在100°C下进行20min的前烘处理； 所述后烘处理为在130°C下进行20min的后烘处理。
5.根据权利要求I所述的方法，其特征在于，所述进行第三次构图工艺，形成数据线接口区域为 进行第三次构图工艺，将数据线接口区域的钝化层薄膜去除，暴露出数据线接口区域。
6.根据权利要求I所述的方法，其特征在于，所述进行第四次构图工艺，形成第二像素电极图形、栅电极图形和栅线图形为 在沉积的透明导电薄膜与栅金属薄膜后，旋涂一层光刻胶，并利用掩模板对光刻胶进行曝光显影处理，得到光刻胶完全保留区域、光刻胶部分保留区域和光刻胶去除区域；进行第一次刻蚀处理，刻蚀掉光刻胶去除区域的透明导电薄膜与栅电极金属薄膜；对光刻胶进行灰化处理，去除光刻胶部分保留区域的光刻胶； 进行第二次刻蚀处理，得到第二像素电极图形； 剥离光刻胶完全保留区域的光刻胶，得到栅电极图形和栅线图形。
7.根据权利要求2或6所述的方法，其特征在于，所述掩模板为半色调掩模板或灰色调掩模板。
8.一种有机薄膜晶体管阵列基板，其特征在于，该有机薄膜晶体管阵列基板包括在第一次构图工艺中形成的第一像素电极图形、源电极图形、漏电极图形和数据线图形，在第二次构图工艺中形成的有机半导体层薄膜图形和栅绝缘层薄膜图形，在第三次构图工艺中形成的数据线接口区域，以及在第四次构图工艺中形成的第二像素电极图形、栅电极图形和栅线图形。
全文摘要
本发明公开一种有机薄膜晶体管阵列基板的制作方法，包括在玻璃基板上沉积一层透明导电薄膜和一层源漏金属薄膜，并进行第一次构图工艺，形成第一像素电极图形、源电极图形、漏电极图形和数据线图形；进行第二次构图工艺，形成有机半导体层薄膜图形和栅绝缘层薄膜图形；沉积一层钝化层薄膜，并进行第三次构图工艺，形成数据线接口区域；沉积一层透明导电薄膜和栅极金属薄膜，并进行第四次构图工艺，形成第二像素电极图形、栅电极图形和栅线图形；本发明还提供一种有机薄膜晶体管阵列基板。根据本发明的技术方案，能够高效的实现有机薄膜晶体管阵列基板的制作。
文档编号H01L51/05GK102779942SQ20111013601
公开日2012年11月14日 申请日期2011年5月24日 优先权日2011年5月24日
发明者张学辉 申请人:京东方科技集团股份有限公司