碳纳米管薄膜晶体管、amoled像素柔性驱动电路及制作方法
【技术领域】
[0001]本发明属于显示器领域，特别是涉及一种碳纳米管薄膜晶体管及其制作方法、AMOLED像素柔性驱动电路及其制作方法。
【背景技术】
[0002]一般平板显示屏由两个基本部分组成，显示像素与驱动电路。在液晶显示中，显示像素是灌注液晶材料的单元阵列。驱动电路是控制每个像素开关(发光、翻转)的晶体管电路。有机发光二极管(Organic Light Emitting D1de, OLED)具有诸如高亮度、高对比度、超轻超薄、宽视角、响应快、低功耗、全固态等独特的优势。因此在平板显示产业中受到了广发的关注，被认为是最有可能取代LCD的显示器件。其驱动电路与LCD —样，分为无源驱动和有源驱动(Active Matrix Organic Light Emitting D1de, AMOLED)。AMOLED 显示器的像素驱动电路通常采用TFT(Thin Film Transistor,薄膜场效应晶体管),包含两个TFT，也可以增加一个电容用于维持输出电流的稳定性，其中一个作为开关TFT (SwitchingTFT)，另一个作为驱动TFT (Driving TFT)。在扫描线开启时，开关TFT的栅极上施加一定的电压，电流从栅极流向漏极，并通过导电连线的传输到驱动TFT，使驱动TFT导通，电流从栅极流向漏极，驱动TFT可以对外输出一定的电流，以此可以对外驱动OLED像素发光。为了维持固定的输出电流，可以把驱动TFT和一个存储电容连接，驱动TFT工作的时候为电容充电，当扫描线关闭的时候，存储于电容中的电压仍能保持驱动TFT在导通状态，故而能在一个画面内维持OLED的固定电流。
[0003]应用于AMOLED的TFT有源材料有多种，其中研究最广泛的主要是非晶硅(α -Si)与多晶娃(Poly-Si )两种，另外，还有有机材料(如并五苯等)、单晶娃、微晶娃等等。不同的平板显示像素驱动电路对晶体管性能的要求不同，彩色被动式显示像素的驱动电路的迁移率需要0.5 Cm2V-1S-1,彩色主动式AMOLED显示的迁移率需要Scm2V-1S-1以上。非晶硅成本低，工艺简单，但是迁移率低，基本不能满足OLED发光的需求；多晶硅工艺复杂，受限于离子注入及激光晶化等复杂的设备。另外，从显示像素的材料性质来看，无论哪种显示方式都可以做成柔性的。但由于像素驱动电路的晶体管一直是基于多晶硅或非晶硅材料，这些材料难以沉积到塑料等柔性材料上，即使沉积上也难以保证柔性化。
【发明内容】
[0004]本发明的目的提供一种碳纳米管薄膜晶体管及其制作方法、AMOLED像素柔性驱动电路及其制作方法，解决了现有技术中晶体管迁移率低，不能满足OLED发光的需求，以及现有技术中有源层材料难以沉积到柔性材料上或者无法保证柔性化的问题。
[0005]为实现上述目的，本发明提供如下技术方案:
本申请公开一种一种碳纳米管薄膜晶体管，包括:基底，以及形成于所述基底上的栅极、源极、漏极、有源导电层和介电层，所述的有源导电层为碳纳米管。
[0006]优选的，在上述的碳纳米管薄膜晶体管中，所述的基底为柔性基底，该柔性基底的材质选自PET或PI。
[0007]优选的，在上述的碳纳米管薄膜晶体管中，所述源极和漏极之间形成有沟道区，所述的有源导电层位于所述沟道区内，所述的栅极位于所述沟道区的上方。
[0008]优选的，在上述的碳纳米管薄膜晶体管中，所述介电层的材料选自氧化铝、氧化铪、离子胶介电材料或电解质介电材料；所述栅极、源极和漏极的材质选自金、银、ITO或PEDOT ;所述基底的材质选自PET或PI。
[0009]优选的，在上述的碳纳米管薄膜晶体管中，所述的碳纳米管为富集的大管径半导体碳纳米管，其制备方法包括:在温度< 0°c的条件下，将管径为1.3^2nm的碳纳米管分散于含聚合物的有机溶液中，获得分散均一的碳纳米管溶液；以及，对碳纳米管溶液进行离心处理，离心速度大于1000g,离心时间在30 min-120min之间，分离出上层清液,获得富集的大管径半导体碳纳米管。
[0010]优选的，在上述的碳纳米管薄膜晶体管中，所述分散均一的碳纳米管溶液所含聚合物的浓度控制在0.0001-5 Wt %;所述聚合物包括聚噻吩衍生物、聚芴和/或聚芴衍生物、聚间苯乙炔衍生物中的任意一种或两种以上的组合。
[0011]相应地，本申请还公开了一种碳纳米管薄膜晶体管的制作方法，包括:
a、在基底上制作源极和漏极；
b、在源极和漏极之间的沟道区里通过气溶胶打印、喷墨打印、浸涂或滴涂沉积碳纳米管溶液，形成有源导电层；
C、在基底表面沉积介电层； d、在沟道区的上方制作栅极。
[0012]本发明还公开了一种AMOLED像素柔性驱动电路，包括一个开关TFT和一个驱动TFT,所述的开关TFT和驱动TFT均采用上述的碳纳米管薄膜晶体管，所述开关TFT的漏极电性连接于所述驱动TFT的栅极。
[0013]优选的，在上述的AMOLED像素柔性驱动电路中，所述开关TFT的漏极与所述驱动TFT的栅极同层进行连接。
[0014]相应地，本发明还公开了一种AMOLED像素柔性驱动电路的制作方法，包括:
51、在柔性的基底上分别制作开关TFT和驱动TFT的源极和漏极；
52、在源极和漏极的沟道区里通过气溶胶打印、喷墨打印、浸涂或滴涂沉积碳纳米管溶液，形成有源导电层；
53、在柔性的基底的表面沉积介电层；
54、在沟道区的上方制作栅极，获得两个独立的晶体管器件:开关TFT和驱动TFT；
55、电性连接开关TFT的漏极和驱动TFT的栅极，获得AMOLED像素柔性驱动电路。
[0015]与现有技术相比，本发明的优点在于:
(I)有源导电层是溶液化的半导体碳纳米管，方便通过印刷的方式制备驱动电路的TFT，和柔性显示像素的制备集成，可以大面积印刷柔性显示器。
[0016](2)TFT采用的顶栅结构，具有回滞小、稳定性高、功耗小，工作电压小，具有10Cm2V-1S-1以上的迁移率，输出电流亦在10_4A以上，很好的满足了 OLED发光的需求，并且实现了开关TFT和驱动TFT的同层连接，很好的避免了电路跳层连接的问题。
【附图说明】
[0017]为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0018]图1所示为本发明具体实施例中场效应管薄膜晶体管的结构剖视图；
图2所示为本发明具体实施例中AMOLED像素柔性驱动电路的俯视图；
图3中a)、b)为本发明实施例制备得到的单个薄膜晶体管的电性能测试曲线，c)、d)、e)、f)为驱动电路的电性能曲线。
【具体实施方式】
[0019]发明人通过大量的试验结果证实，碳纳米管作为有源层的无机薄膜晶体管器件的性能很好的超出了 OLED发光的基本要求。并且在本发明中所使用的聚合物分离的半导体大管径碳纳米管的性能得到了很大的提高，不比硅基半导体晶体管差。碳纳米管导电材料可以溶液化，可以通过印刷方式制备柔性驱动电路，因此可以通过喷墨打印、丝网印刷或滚筒印刷方式将溶液化的碳纳米管沉积到柔性衬底材料上，避免了传统的图案化加工方法。而OLED发光材料本身也可以制成溶液，通过印刷方式制备柔性显示器件。因此，本发明可以促使柔性驱动电路和柔性显示器件集成在一起，采用印刷方式，大面积制备，可以很大程度上降低制造成本，促使更快的应用领域。
[0020]为此，本发明实施例公开了一种碳纳米管薄膜晶体管，包括:基底，以及形成于所述基底上的栅极、源极、漏极、有源导电层和介电层，所述的有源导电层为碳纳米管。
[0021]上述的碳纳米管薄膜晶体管，具有较大的迁移率和较高的开关比，很好的满足了OLED像素发光的需求。
[0022]优选的，在上述的碳纳米管薄膜晶体管中，源极和漏极之间形成有沟道区，所述的有源导电层位于所述沟道区内，所述的栅极位于所述沟道区的上方。采用的顶栅结构，具有回滞小、稳定性高，具有10 Cm2V-1S-1以上的迁移率，输出电流亦在10_4A以上，很好的满足了OLED发光的需求。
[0023]相应地，本发明实施例还公开了一种碳纳米管薄膜晶体管的制作方法，包括:
a、在基底上制作源极和漏极；
b、在源极和漏极之间的沟道区里通过气溶胶打印、喷墨打印、浸涂或滴涂沉积碳纳米管溶液，形成有源导电层；
C、在基底表面沉积介电层；
d、在沟道区的上方制作栅极。
[0024]本发明实施例还公开了一种AMOLED像素柔性驱动电路，包括一个开关TFT和一个驱动TFT，所述的开关TFT和驱动TFT均采用所述的碳纳米管薄膜晶体管，所述开关TFT的漏极电性连接于所述驱动TFT的栅极。
[0025]相应地，本发