專利名稱：平板顯示器及其制備方法
技術(shù)領域：
本發(fā)明涉及一種制備平板顯示器的方法，更特別地，本發(fā)明涉及能夠減小對有機薄膜晶體管(“TFT”)的特性的損害的平板顯示器。
背景技術(shù)：
平板顯示器(“FPD”)包括具有TFT的TFT基板，這些TFT作為開關和驅(qū)動裝置用于控制和驅(qū)動每個像素的操作。TFT包括柵電極、源電極和漏電極以及半導體層，其中源電極和漏電極由柵電極分離開從而界定溝道區(qū)域。半導體層通常由非晶硅或多晶硅形成。但是，現(xiàn)在有機半導體可以獲得，并提供了可以在室溫和大氣壓下形成的優(yōu)點，而且可以施加到不耐熱的塑料基板上。但是，有機半導體有著差的耐化學性和耐等離子體性。為了解決這個問題，已經(jīng)提出了在形成柵極、源極和漏極之后通過將厚的半導體層插入到電極和有機半導體層之間來形成有機半導體層。然后，可以通過使用鈍化層將有機半導體層構(gòu)圖，由此僅在溝道區(qū)域上保留有機半導體層。
在構(gòu)圖工藝中，將鈍化層涂覆在有機半導體層的整個表面上，僅暴露對應于溝道區(qū)域的層。但是，可能的是，有機半導體層可能受到構(gòu)圖中使用的化學品的侵襲，所以鈍化層必須由不會不利地影響有機半導體層的材料形成。這種希望的材料作為涂層可能有問題。
當構(gòu)圖有機半導體層時，由鈍化層涂覆的部分有機半導體層被安全地保護。但是，由于有機半導體層的兩側(cè)沒有被鈍化層涂覆而暴露，所以它們可能受到構(gòu)圖鈍化層時使用的化學品的侵襲。而且，如果在構(gòu)圖時使用的蝕刻工藝進行來減小對暴露的側(cè)面的侵襲，則構(gòu)圖可能使得一些有機半導體暴露在像素電極上，導致產(chǎn)品缺陷。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供了一種制備平板顯示器的方法，該顯示器使用耐受處理損害的有機TFT。根據(jù)本發(fā)明的方法，源電極和漏電極形成在絕緣基板上從而在它們之間界定溝道區(qū)域；在源電極和漏電極上形成第一鈍化層；具有對應于溝道區(qū)域的開口的金屬層形成在第一鈍化層上來作為掩模；溝道區(qū)域通過第一鈍化層中的開口暴露；有機半導體層和第二鈍化層依次通過沉積開口而沉積；除了在沉積開口中存在的留下之外去除金屬層、有機半導體層和第二鈍化層。
根據(jù)本發(fā)明的實施方式，通過剝離工藝進行去除金屬層、有機半導體層和第二鈍化層的步驟，使用基本上不影響第二鈍化層的蝕刻劑進行該剝離工藝。有利的是，同時去除金屬層和在該金屬層上的上層。
本發(fā)明還獲得了一種平板顯示器，其包括絕緣基板；源電極和漏電極，形成在絕緣基板上并彼此分隔開以界定溝道區(qū)域；第一鈍化層，形成在源電極和漏電極上從而具有暴露源電極和漏電極每個的至少一部分的沉積開口；形成在沉積開口上的有機半導體層；以及第二鈍化層，形成在有機半導體層并且具有與第一鈍化層不同的高度。根據(jù)本發(fā)明的該實施方式的一方面，第二鈍化層的高度比第一鈍化層的低。


結(jié)合附圖，從下面對示范性實施方式的說明本發(fā)明的上述和/或其他方面和優(yōu)點將變得清楚和更易于理解，在附圖中圖1是根據(jù)本發(fā)明的第一實施方式的TFT基板的平面圖。
圖2是沿圖1的線II-II的剖面圖。
圖3A到3K是依次形成根據(jù)本發(fā)明的第一實施方式的制造TFT基板的方法的剖面圖。
圖4是根據(jù)本發(fā)明的第二實施方式的制備TFT基板的方法的示意圖。
具體實施例方式
下面將詳細地對本發(fā)明的示范性實施方式進行說明，在附圖中對本發(fā)明的示例進行說明，其中通篇類似的參考標號指代類似的元件。通過參考附圖對實施方式進行說明以解釋本發(fā)明。在附圖中，為了清楚夸大了層、膜和區(qū)域的厚度和大小。應該理解，當提及比如層、膜、區(qū)域或基板的元件在(形成于)另外的元件“上”時，它可以直接在其他元件上，或者也可以存在中間元件。
圖1是根據(jù)本發(fā)明的第一實施方式的薄膜晶體管(TFT)基板的平面圖，圖2是沿圖1的線II-II的剖面圖。本發(fā)明的平板顯示器(FPD)包括具有TFT的TFT基板100，這些TFT作為開關和驅(qū)動裝置用于控制和驅(qū)動每個像素的操作。TFT基板100包括絕緣基板110、形成在絕緣基板110上的數(shù)據(jù)線120、形成在數(shù)據(jù)線120上的層間絕緣膜130、形成在層間絕緣膜130上的柵極線140、形成在柵極線140上的柵極絕緣膜150、形成在柵極絕緣膜150上的透明電極層160、形成在柵極絕緣膜150上并與透明電極層160的至少一部分相連接的有機半導體層190。
絕緣基板110可以由玻璃或塑料形成，塑料提供了平板顯示器可以為柔性的優(yōu)點。但是，塑料絕緣基板110并不耐熱?？梢栽谑覝睾痛髿鈮合滦纬傻陌雽w層可以同由塑料材料形成的塑料絕緣基板110使用，這些塑料材料比如為聚碳酸酯、聚酰亞胺、PES、PAR、PEN、PET等。
形成在絕緣基板110的數(shù)據(jù)線120包括在一個方向上延伸的數(shù)據(jù)線121和形成在數(shù)據(jù)線121一端以接受外部提供的驅(qū)動或控制信號的數(shù)據(jù)墊123。數(shù)據(jù)線120可以由導電率好且相對低價的金屬形成，比如Al、Cr和Mo，或者可以由相對高價的材料形成，比如Au、Pt、Pd、ITO(氧化銦錫)和IZO(氧化銦鋅)，并且可以由單層或多層構(gòu)成，該多層含有至少一種上述材料。
根據(jù)本發(fā)明，為了保護數(shù)據(jù)絕緣膜150免受數(shù)據(jù)線形成工藝中使用的化學材料的影響，首先，形成數(shù)據(jù)線120，然后在數(shù)據(jù)線120上形成層間絕緣膜130。層間絕緣膜130覆蓋在絕緣基板110上的數(shù)據(jù)線。層間絕緣膜130由無機材料形成，比如SiNx或SiOx等，從而在數(shù)據(jù)線120和柵極線140之間電絕緣。雖然在圖中未示出，但是層間絕緣膜130還可以包括在無機層上的有機材料的厚膜。該額外的厚有機膜將完好地保護對形成數(shù)據(jù)線時使用的化學品或等離子體耐受力較差的有機半導體層190。這些化學品可能通過接觸開口151、152的間隙(對該開口將在下面說明)、通過層間的界面流入到有機半導體層190種，由此侵襲有機半導體層190。層間絕緣膜130形成有第一接觸開口151和第二接觸開口152，以分別暴露數(shù)據(jù)線121和數(shù)據(jù)墊123。
柵極線140形成在層間絕緣膜130上。柵極線140包括形成來與數(shù)據(jù)線121交叉并界定像素區(qū)域的柵極線141、在柵極線141的一端形成以接受來自外部的驅(qū)動或控制信號的柵墊145、以及在對應于有機半導體層190的位置形成為柵極線141的分支的柵電極143。柵極線140也可以由Al、Cr、Mo、Au、Pt、Pd等形成，并且具有單層或多層。
柵極絕緣膜150形成在柵極線140上。柵極絕緣膜150將數(shù)據(jù)線120與柵極線140絕緣，同時保護有機半導體層190。柵極絕緣膜150可以含有至少一種無機和有機材料，比如SiNx、SiOx、BCB、Si聚合物、PVV等。柵極絕緣膜150具有第三接觸開口153以暴露柵極墊145以及對應于第一接觸開口151和第二接觸開口152的開口。
透明電極層160形成在柵極絕緣膜150上并且通過第一接觸開口151與數(shù)據(jù)線121連接。層160包括與有機半導體層190部分接觸的源電極161、通過在其間插入有機半導體層190從源電極161分開的漏電極163、以及位于像素區(qū)域從而與漏電極163連接的像素電極165。透明電極層160還包括與數(shù)據(jù)墊123連接的數(shù)據(jù)墊接觸構(gòu)件167以及通過第三接觸開口153與柵極墊145連接的柵極墊接觸構(gòu)件166。透明電極層160由比如ITO、IZO等的透明導電材料形成。源電極161通過第一接觸開口151與數(shù)據(jù)線121物理和電氣上連接，從而接收圖像信號。漏電極163從源電極161分開從而界定溝道區(qū)域A，其同柵電極143一道形成TFT。該TFT作為開關和驅(qū)動裝置用于控制和驅(qū)動每個像素電極165的操作。
第一鈍化層170形成在柵極絕緣膜150上，并且具有暴露溝道區(qū)域A和其中沉積了有機半導體層190的沉積開口171。第一鈍化層170可以由聚乙烯醇(PVA)、苯并環(huán)丁稀(BCB)等的有機膜或丙稀酸基感光有機膜形成。而且，優(yōu)選的是，鈍化層170應該形成得厚，以通過使用金屬層180的濕法蝕刻工藝來形成其中沉積了有機半導體層190的沉積開口。有機半導體層190沉積在形成于鈍化層170中的沉積開口171中。有機半導體層190覆蓋溝道區(qū)域A，并且至少部分地與部分暴露的源電極161和漏電極163接觸。有機半導體層190可以由彼此連接的苯環(huán)、苝四加酸二酐(PTCDA)、寡噻吩、聚噻吩、聚噻吩乙烯等形成，也可以由現(xiàn)有的有機半導體材料形成。
第二鈍化層200在沉積開口171中形成在有機半導體層190上。第二鈍化層200在隨后說明的剝離工藝時防止有機半導體層190的特性劣化。其可以由與第一鈍化層170相同的材料或其他材料形成。第二鈍化層200具有不同于第一鈍化層170的高度，優(yōu)選比第一鈍化層170低的高度。并且，優(yōu)選第二鈍化層200由不受下述剝離工藝中使用的蝕刻劑影響的材料形成。
進一步鈍化層210可以選擇性地形成在第二鈍化層200上以覆蓋從第一接觸開口151到溝道區(qū)域A的面積。鈍化層210防止有機半導體層190的特性劣化。它也可以由有機材料形成，它可以由丙稀酸基感光有機膜形成。
之后，將參考圖3A到3K形成具有有機TFT的平板顯示器的制造方法。如圖3A所示，制備含有比如玻璃、石英、陶瓷、塑料等的絕緣材料的絕緣基板110。優(yōu)選在制造柔性FPD中使用塑料基板。然后，如圖3B所示，在使用濺鍍方法在絕緣基板110上沉積數(shù)據(jù)線材料之后等，通過光刻工藝形成數(shù)據(jù)線121。如圖3C所示，包括比如SiNx、SiOx等的無機材料或比如PVA、BCB等的有機材料中至少一種的層間絕緣材料涂覆在基板110和數(shù)據(jù)線120上來形成層間絕緣膜130。如果該層間絕緣材料是一種有機材料，則層間絕緣膜130可以通過旋涂或狹縫涂覆方法等形成。如果該層間絕緣材料是一種無機材料，則它可以通過化學氣相沉積(CVD)、等離子增強化學氣相沉積(PECVD)等形成。
如上所述，可以施加有機膜以及無機膜作為層間絕緣膜130。暴露數(shù)據(jù)線121的第一接觸開口151通過使用感光有機膜作為屏蔽掩模以蝕刻工藝形成。如圖1所示，暴露數(shù)據(jù)墊123的第二接觸開口152通過與第一接觸開口151相同的方法形成。然后如圖3D所示，在含有Al、Cr、Mo、Au、Pt、Pd等中至少一種的柵極線材料通過濺鍍方法等沉積在層間絕緣膜130上之后，柵極線141、柵電極143和柵極墊145通過光刻工藝形成。
隨后，由比如PVA、BCB等形成的厚的柵極絕緣膜150通過旋涂或狹縫涂覆方法等形成柵極線140和層間絕緣膜130上。如圖1和圖2所示，在柵極絕緣膜150中，第三接觸開口153以及對應于第一接觸開口151的開口通過使用感光有機膜用作屏蔽掩模而同時形成。柵極絕緣膜150可以由比如SiNx或SiOx的無機材料通過CVD或PECVD方法形成。
如圖3F所示，比如ITO或IZO的透明導電金屬氧化物材料(透明導電材料)通過濺鍍方法涂覆在柵極絕緣膜150上，然后通過使用光刻工藝或蝕刻工藝形成透明電極層160。透明電極層160通過第一接觸開口151與數(shù)據(jù)線121相連接，并且包括源電極161、漏電極163和像素電極165，其中源電極161至少部分與有機半導體層170接觸，漏電極163與源電極161通過它們之間插入的有機半導體層190分隔開從而界定溝道區(qū)域A，像素電極165設置在像素區(qū)域中從而與漏電極163連接。如圖1所示，透明電極層160還包括與數(shù)據(jù)墊123連接的數(shù)據(jù)墊接觸構(gòu)件167和通過第三接觸開口153與柵極墊145連接的柵極墊接觸構(gòu)件166。
然后，如圖3G所示，由PVA、BCB、丙烯酸基感光有機材料等形成的第一鈍化層材料涂覆在透明電極層160上從而形成第一鈍化層170。并且如圖3H所示，金屬層材料通過濺鍍方法形成在第一鈍化層170上，然后具有對應于溝道區(qū)域A的開口181的金屬層180通過光刻工藝或蝕刻工藝形成。金屬層180中的開口181的寬度d2優(yōu)選大于溝道區(qū)域A的層160的寬度d3(圖3H)。
如圖3I所示，暴露溝道區(qū)域A的沉積開口171通過使用具有開口181的金屬層180作為掩模而形成在第一鈍化層170中。由于層180由金屬材料形成，第一鈍化層170由有機材料形成，并且第一鈍化層170通過濕法蝕刻工藝蝕刻得較多。因此，至少部分金屬層180在沉積開口171上延伸，同時第一鈍化層170被底切。換言之，沉積開口171的寬度d1要大于鈍化層中的開口181的寬度d2。
如圖3J所示，有機半導體層施加到金屬層180的上側(cè)以及沉積開口171內(nèi)，由此形成有機半導體層190。又如圖3K所示，第二鈍化層200通過旋涂或狹縫涂覆方法形成在有機半導體層190上。此時，由于第二鈍化層200由有機材料形成，因此它覆蓋了有機半導體層190的上表面和側(cè)表面。
由于沉積開口171的內(nèi)部通過它的階梯部分從沉積開口171的周邊區(qū)域分開，有機半導體層190形成在沉積開口171，然后有機半導體層190以希望的形狀構(gòu)圖。
然后，金屬層180及其上層190和200通過金屬剝離工藝去除。但是，在其中在層190和200之下不存在金屬層180的沉積開口171中的有機半導體層190和第二鈍化層200沒有被去除而得以保留。金屬剝離方法指的是將基板浸入金屬蝕刻劑中，該蝕刻劑特別地與金屬反應從而去除金屬層180并因此去除上層190和200。即，在金屬層180被分離時，上層190和200被一起剝離并去除。優(yōu)選地，在金屬剝離工藝中使用的蝕刻劑基本上不會影響第二鈍化層200。換言之，第二鈍化層200優(yōu)選不會由金屬剝離工藝中使用的蝕刻劑蝕刻。如果除了位于沉積開口171中的部分之外的所有金屬層180及上層190和200都被同時去除，則完成對有機半導體層190的構(gòu)圖工藝。在該工藝中，有機半導體層190的上表面和側(cè)表面受到第二鈍化層200的保護而免受化學材料或等離子體的侵襲，由此防止了有機半導體層190的特性的劣化。
如圖2所示，有機鈍化膜210還形成在第一接觸開口151上。有機鈍化膜可以選擇性地施加。在有機鈍化膜210由感光有機膜構(gòu)成的情形，鈍化膜210可以通過涂覆、曝光和顯影工藝形成。在鈍化膜210由類似氮化硅的無機膜構(gòu)成的情形，其可以通過沉積和光刻工藝形成。有機TFT可以如上所述形成?？梢酝ㄟ^公知的方法形成比如液晶顯示器、有機電致發(fā)光顯示器或無機電致發(fā)光顯示器等的FPD。
根據(jù)本發(fā)明，如上所述沒有通過光刻工藝和/或蝕刻工藝形成有機半導體層190的圖案。在本發(fā)明中，通過使用金屬層180將其中沉積了有機半導體層190的沉積開口171形成在第一鈍化層170中，通過使用不受金屬蝕刻劑影響的第二鈍化層200保護有機半導體層190的上表面和所有側(cè)表面，有機半導體層190除在沉積開口171中的之外通過金屬剝離工藝而去除，由此將有機半導體層190構(gòu)圖。由于根據(jù)本發(fā)明的有機半導體層190的構(gòu)圖方法不使用光刻或蝕刻工藝，可以最小化有機半導體層190的特性的劣化，由此最小化有機TFT的特性的劣化。
由于第二鈍化層200覆蓋有機半導體層190的上表面和所有側(cè)面，所以可以有效地最小化有機半導體層190的特性的劣化，并且可以充分地進行蝕刻工藝。因此，還可以最小化了由于保留在像素電極上的有機半導體材料所導致的缺陷。而且，由于通過簡單的剝離工藝進行對有機半導體層190的構(gòu)圖工藝，而不像傳統(tǒng)的復雜光刻工藝那樣，所以也可以簡化制造工藝并制造高質(zhì)量的有機TFT。
之后，將參考圖4對本發(fā)明的第二實施方式進行說明，其中對于與第一實施方式相同的那些元件使用相同的參考標號，并將不再提供對于這些元件的詳細說明。在第一實施方式中，通過蒸鍍和光刻工藝形成有機半導體層190。但是，第二實施方式應用了噴墨方法。
如圖4所示，通過使用沉積開口171作為分隔壁，將有機半導體材料噴射在溝道區(qū)域A。根據(jù)要使用的溶劑，該有機半導體材料可以水性的或油質(zhì)的。通過溶劑去除工藝處理有機半導體材料來形成有機半導體層190。然后，鈍化層溶液195噴射在有機半導體層190上。根據(jù)要使用的溶劑，該鈍化層溶液可以水性的或油質(zhì)的。通過溶劑去除工藝處理該鈍化層溶液以形成具有平坦表面的鈍化層200。因此，該實施方式可以提供制造有機TFT的簡單方法，這可以最小化有機半導體層190的特性的劣化。
如上所述，本發(fā)明提供了制造FPD的簡單方法，這可以最小化有機TFT的特性的劣化。
而且，本發(fā)明提供了其中有機TFT的特性的劣化被最小化的FPD。雖然已經(jīng)說明和示出了本發(fā)明的一些實施方式，但是本領域的普通技術(shù)人員將理解，不脫離本發(fā)明的原理和精神可以在這些實施方式中進行改變，本發(fā)明的范圍由權(quán)利要求和它們的等同特征限定。而且，術(shù)語第一、第二等的使用不表示任何順序或重要性，相反術(shù)語第一、第二等用來將一個元件與另一個元件相區(qū)別。而且，使用單數(shù)形式的術(shù)語也不表示任何數(shù)量的限制，相反表示存在至少一個提及的項。
雖然已經(jīng)示出和說明了本發(fā)明的一些實施方式，但是本領域的普通技術(shù)人員將理解，不脫離本發(fā)明的原理和精神可以在這些實施方式中進行改變，本發(fā)明的范圍由權(quán)利要求和它們的等同特征限定。
權(quán)利要求
1.一種制造平板顯示器的方法，包括如下步驟制備絕緣基板；在所述絕緣基板上形成分開的源電極和漏電極來界定溝道區(qū)域；在所述源電極和漏電極上形成第一鈍化層；在所述第一鈍化層上形成具有對應于所述溝道區(qū)域的開口的金屬層；通過使用所述金屬層作為掩模在所述第一鈍化層中形成沉積開口來通過所述第一鈍化層上的開口暴露所述溝道區(qū)域；在所述沉積開口內(nèi)依次形成有機半導體層和第二鈍化層；以及去除所述金屬層、有機半導體層和第二鈍化層，而允許形成在所述沉積開口中的這些層得以保留。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中通過剝離工藝進行去除所述金屬層、有機半導體層和第二鈍化層的步驟。
3.根據(jù)權(quán)利要求2的方法，其中所述剝離工藝使用基本上不影響所述第二鈍化層的蝕刻劑進行。
4.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中同時去除所述金屬層和在所述金屬層上的上層。
5.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中通過濕法蝕刻工藝形成所述沉積開口。
6.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中所述沉積開口具有大于所述開口的寬度。
7.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中與所述第一鈍化層相比，所述金屬層的至少部分還在一方向上向所述沉積開口延伸。
8.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，還包括在形成所述源電極和漏電極之前在所述絕緣基板上形成數(shù)據(jù)線的步驟。
9.根據(jù)權(quán)利要求8的方法，還包括形成具有第一接觸開口以暴露至少部分所述數(shù)據(jù)線的層間絕緣層的步驟。
10.根據(jù)權(quán)利要求9的方法，還包括在溝道區(qū)域上形成對應于所述層間絕緣層的柵電極的步驟。
11.根據(jù)權(quán)利要求10的方法，還包括在所述柵電極和所述源電極及漏電極之間形成柵極絕緣膜的步驟。
12.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中所述有機半導體層通過蒸鍍方法形成。
13.根據(jù)權(quán)利要求1的方法，其中所述有機半導體層通過噴墨方法形成。
14.一種平板顯示器，包括絕緣基板；源電極和漏電極，形成在所述絕緣基板上并彼此分隔開以界定溝道區(qū)域；第一鈍化層，形成在所述源電極和漏電極上從而具有暴露所述源電極和漏電極每個的至少一部分的沉積開口；形成在所述沉積開口上的有機半導體層；以及第二鈍化層，形成在所述有機半導體層并且具有與所述第一鈍化層不同的高度。
15.根據(jù)權(quán)利要求14的平板顯示器，其中所述第二鈍化層的高度比所述第一鈍化層的低。
16.一種平板顯示器，包括絕緣基板；源電極和漏電極，形成在所述絕緣基板上并彼此分隔開以界定溝道區(qū)域；第一鈍化層，形成在所述源電極和漏電極上并具有暴露所述源電極和漏電極以及所述溝道區(qū)域每個的至少部分的沉積開口；形成在所述沉積開口上的有機半導體層；以及第二鈍化層，形成在所述有機半導體層上并且由不同于所述第一鈍化層的材料形成。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種制造平板顯示器的方法，包括如下步驟制備絕緣基板；在絕緣基板上形成分開的源電極和漏電極來界定溝道區(qū)域；在源電極和漏電極上形成第一鈍化層；在第一鈍化層上形成具有對應于溝道區(qū)域的開口的金屬層；通過使用金屬層作為掩模在第一鈍化層中形成沉積開口來通過第一鈍化層上的開口暴露溝道區(qū)域；在沉積開口內(nèi)依次形成有機半導體層和第二鈍化層；以及去除金屬層、有機半導體層和第二鈍化層，允許形成在沉積開口中的這些層保留。
文檔編號H01L27/28GK1897257SQ20061010639
公開日2007年1月17日 申請日期2006年7月14日 優(yōu)先權(quán)日2005年7月14日
發(fā)明者崔泰榮, 金俊亨, 宋根圭, 洪雯杓 申請人:三星電子株式會社