專利名稱：有機薄膜晶體管的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本申請涉及一種有機薄膜晶體管(有機TFT)。
背景技術(shù)：
聚乙炔，一種具有半導(dǎo)體特性的共軛有機聚合物的發(fā)展，開始了在電學(xué)和光學(xué)設(shè)備上使用有機聚合物晶體管的可能性。有機聚合物的優(yōu)勢在于它可以采用各種方法合成，可以很容易地塑模成膜狀，具有優(yōu)良的柔性和電導(dǎo)性，而且生產(chǎn)成本低。
常規(guī)的硅TFT包括由硅形成的半導(dǎo)體層，用高濃度摻雜劑摻雜的源區(qū)和漏區(qū)，在源區(qū)和漏區(qū)之間的溝道區(qū)，位于與溝道區(qū)相對應(yīng)的區(qū)域上并與半導(dǎo)體層絕緣的柵電極，和分別與源區(qū)和漏區(qū)相連接的源電極和漏電極。
常規(guī)的硅薄膜晶體管的一些缺點在于它們制造昂貴并且在外部沖擊下很容易遭到破壞。此外，制造過程需要很高的溫度(超過300攝氏度)，這樣就排除了塑料襯底的使用。
在平板顯示器例如液晶顯示器(LCD)或電致發(fā)光顯示器(ELD)中，TFT被用作控制每個像素操作的開關(guān)裝置和驅(qū)動每個像素的驅(qū)動裝置。已經(jīng)嘗試使用塑料(與玻璃相對)襯底來生產(chǎn)大、薄而且擁有所需柔軟特性的平板顯示器。然而，當(dāng)使用塑料襯底時，必須使用低溫工藝，這排除了常規(guī)硅TFT的使用。
使用有機材料作為半導(dǎo)體層可以有助于解決這個問題，因為它可以在低溫下形成。
然而，多個同時制造的包含有機半導(dǎo)體層的TFT的特性對于每個TFT來說可能是不相同的。
圖1是說明反向共平面型有機TFT的截面視圖。圖2A到2C是截面示意圖，說明了采用旋涂方法形成有機半導(dǎo)體層的常規(guī)的涂覆過程。圖3A是平面視圖，與圖3B和3C一起說明了通過這種方法形成的有機半導(dǎo)體層中的物理特性可能在有機半導(dǎo)體層上的不同位置是不同的。圖3B和3C是圖3A中有機半導(dǎo)體層的部分A和部分B各自的放大平面視圖。
參閱圖1，覆蓋柵電極20的有機半導(dǎo)體層30，柵極絕緣膜60、源電極40和漏電極50采用如圖2A到2C所示的旋涂方法形成在襯底10之上。參考圖2A到2C，有機半導(dǎo)體層3由通過噴嘴2滴注有機材料3a在襯底1上形成。該襯底1旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生離心力，該離心力跨越襯底1的表面散布材料3a，從而形成有機半導(dǎo)體層。
然而，旋涂方法生產(chǎn)了不均勻的有機半導(dǎo)體層3。如圖3A中所示，旋涂可能導(dǎo)致有機半導(dǎo)體層3在多個方向上形成。例如，在不同位置上的部分有機半導(dǎo)體層3，例如在圖3A-3C中A和B所代表的那些部分，可能用與任何其它給出部分相比具有不同方向取向的每個部分中的材料形成。
在不同方向上形成的有機TFT的部分，例如A和B所代表的那些部分，具有閾值電壓的不同特性。其結(jié)果是，當(dāng)平板顯示器使用采用旋涂形成的有機TFT制造時，不能根據(jù)圖像輸入信號顯示高分辨率的圖像。

發(fā)明內(nèi)容
該發(fā)明的一個實施例提供了多個有機TFT，其中采用旋涂的方法形成有機半導(dǎo)體層。通常，該TFT具有基本一致的特性，平板顯示器可以包括該有機TFT。
根據(jù)本發(fā)明的一個實施例，提供一種有機薄膜晶體管(TFT)，包括襯底；位于襯底上的柵電極；覆蓋柵電極的柵極絕緣膜；位于柵極絕緣膜上的有機半導(dǎo)體層；以及與有機半導(dǎo)體層相接觸的源電極和漏電極；多個突起，形成在柵極絕緣膜上，并且在從源電極延伸到漏電極的取向上排列。
在一些實施例中，這些突起以平行對準(zhǔn)排列。
該有機TFT可以進(jìn)一步包括多個形成于面向柵極絕緣膜的柵電極表面上的突起部件。這些突起部件可以在從源電極延伸到漏電極的取向上排列。
在該發(fā)明的一些實施例中，突起部件以平行對準(zhǔn)排列。它們也可以由光敏材料形成，光敏材料可以是光致抗蝕劑和光準(zhǔn)直(photoaligning)材料其中之一。突起部件可以和柵電極整體地形成為一體。
有機TFT可以進(jìn)一步包括形成在襯底和柵電極之間的緩沖層。有機TFT可以進(jìn)一步包括多個位于面向柵電極的緩沖層表面上的突起部件，而且該突起部件可以在從源電極延伸到漏電極的取向上排列。
在該發(fā)明的一些實施例中，形成在緩沖層上的突起部件以平行對準(zhǔn)排列。它們也可以由光致抗蝕劑和光準(zhǔn)直材料中的一種光敏材料形成。突起部件可以和緩沖層整體地形成為一體。
根據(jù)本發(fā)明的一個方面，緩沖層可以由光致抗蝕劑和光準(zhǔn)直材料中的一種光敏材料形成。
有機TFT可以進(jìn)一步包括在襯底表面上的多個突起部件。該突起部件可以形成于襯底面向柵電極的表面上。該突起部件可以在從源電極延伸到漏電極的取向上排列。該形成于襯底上的突起部件以平行對準(zhǔn)排列。它們也可以由光致抗蝕劑和光準(zhǔn)直材料中的光敏材料形成。突起部件可以和緩沖層整體地形成為一體。依照本發(fā)明的一方面，提供有一種包括多個這些TFT的平板顯示器。
在本發(fā)明的另一個實施例中，提供有一種有機TFT，包括襯底、位于該襯底上的柵電極、覆蓋該柵電極的柵極絕緣膜、位于柵極絕緣膜上的有機半導(dǎo)體層、與該有機半導(dǎo)體層相接觸的源電極和漏電極，以及形成于柵極絕緣膜表面的多個突起部件。該突起部件可以形成在第一表面上，該第一表面與和柵電極接觸的柵極絕緣膜的表面相對。突起部件可以以在源電極延伸到漏電極的取向上排列。突起部件可以以平行對準(zhǔn)排列。突起部件可以由作為光致抗蝕劑或光準(zhǔn)直材料的光敏材料形成。突起部件也可以和柵極絕緣膜整體地形成為一體。在一些實施例中，該柵極絕緣膜由光敏材料形成，可能是光致抗蝕劑和光準(zhǔn)直材料中的一種。在本發(fā)明的一些實施例中，提供了一種包括多個這些TFT的平板顯示器。
在本發(fā)明的其它實施例中，有機TFT包括襯底、位于襯底上的有機半導(dǎo)體層、與有機半導(dǎo)體層絕緣的柵電極、與柵極絕緣且與有機半導(dǎo)體層相接觸的源電極和漏電極、以及多個形成于面向有機半導(dǎo)體層的襯底的表面上的突起部件。突起部件可以在從源電極延伸到漏電極的取向上排列。突起部件可以以平行對準(zhǔn)排列。在一些實施例中，突起部件由光敏材料形成，其可以是光致抗蝕劑或光準(zhǔn)直材料。突起部件也可以和襯底整體形成為一體。該有機TFT可以進(jìn)一步包括位于襯底和有機半導(dǎo)體層之間的緩沖層。該有機TFT可以進(jìn)一步包括柵極絕緣膜，其使源電極、漏電極和有機半導(dǎo)體層與柵電極絕緣，該柵極絕緣膜被設(shè)置在有機半導(dǎo)體層上。
本發(fā)明可以是包含該TFT的任何實施例的平板顯示器。
在另一個實施例中，本發(fā)明是有機TFT，包括襯底、位于襯底上的緩沖層、位于緩沖層上的有機半導(dǎo)體層、與有機半導(dǎo)體層絕緣的柵電極、與柵極絕緣且與有機半導(dǎo)體層相接觸的源電極和漏電極，以及多個形成于面向有機半導(dǎo)體層的緩沖層表面上的突起部件。突起部件可以在從源電極延伸到漏電極的取向上排列。突起部件可以以平行對準(zhǔn)排列。在一些實施例中，突起部件可以由光敏材料形成，其可以是光致抗蝕劑或光準(zhǔn)直材料。突起部件也可以和緩沖層整體地形成為一體。在一些實施例中，緩沖層可以由光致抗蝕劑和光準(zhǔn)直材料中的一種光敏材料形成。本實施例可以進(jìn)一步包括柵極絕緣膜，其使源電極、漏電極和有機半導(dǎo)體層與柵電極絕緣，且設(shè)置在有機半導(dǎo)體層上。
在另一個實施例中，有機薄膜晶體管(TFT)包括襯底、多個表面、多個以預(yù)定方向取向并形成于該有機TFT第一表面上的突起。有機半導(dǎo)體層可以形成于該第一表面上，同時至少該一部分有機半導(dǎo)體層可以在預(yù)定方向上形成。突起可以以平行對準(zhǔn)排列。在一些實施例中，該TFT可以更進(jìn)一步包括柵電極和多個形成于柵電極表面上的突起部件。該突起部件可以以平行對準(zhǔn)排列。該突起部件也可以由光敏材料形成，其可能是光致抗蝕劑或光準(zhǔn)直材料。突起部件也可以和柵電極整體形成為一體。該TFT可以進(jìn)一步包括形成于襯底和柵電極之間的緩沖層。在一些實施例中，多個突起部件形成于緩沖層的表面上。這些突起部件可以以平行對準(zhǔn)排列。突起部件可以由光致抗蝕劑和光準(zhǔn)直材料中的一種光敏材料形成。突起部件也可以和緩沖層整體形成為一體。該緩沖層也可以由光致抗蝕劑和光準(zhǔn)直材料中的一種光敏材料形成。突起部件也可以在襯底的表面。該突起部件可以以平行對準(zhǔn)排列。在一些實施例中，突起部件可以由光敏材料形成，其可以是光致抗蝕劑或光準(zhǔn)直材料。突起部件也可以和襯底整體形成為一體。有機TFT可以進(jìn)一步包括柵極絕緣膜和多個形成于柵極絕緣膜表面上的突起部件。該突起部件以平行對準(zhǔn)排列。突起部件可以由光致抗蝕劑和光準(zhǔn)直材料中的一種光敏材料形成。突起部件也可以和柵極絕緣膜整體形成為一體。
在本發(fā)明的另一個實施例中，有機TFT包括襯底、柵電極、柵極絕緣膜、有機半導(dǎo)體層以及多個突起部件。這些突起部件可以預(yù)定方向上取向且可以形成在襯底、柵電極和柵極絕緣膜中的一個上。有機半導(dǎo)體層的一部分可以在突起部件延伸的方向上形成。該TFT可以進(jìn)一步包括緩沖層，且突起部件可以形成于該緩沖層上。


通過參考相關(guān)附圖詳細(xì)描述本發(fā)明的典型實施例，本發(fā)明的上述和/或其它特征將會變得更清楚，其中圖1是說明常規(guī)的反向共平面型有機TFT的截面視圖。
圖2A到2C是說明使用旋涂方法形成有機半導(dǎo)體層的常規(guī)涂覆工藝的截面示意圖；圖3A是說明采用旋涂方式形成的有機半導(dǎo)體層的典型部分的平面視圖；圖3B和3C是圖3A中有機半導(dǎo)體層的相應(yīng)的部分A和部分B的放大平面視圖；圖4A是說明依照本發(fā)明一個實施例的有機TFT的截面視圖；圖4B是圖4A中有機TFT的一部分的平面視圖；圖4C是圖4B的有機TFT的一部分的截面視圖；圖4D是圖4A的有機TFT的一部分的截面視圖；圖4E是圖4A的有機TFT的截面視圖；圖5是說明獲得圖4A中有機TFT的半導(dǎo)體層特性均一的原理的平面視圖；圖6是顯示具有相互平行軸、并在圖4A中有機TFT的柵電極上以相同方向?qū)?zhǔn)和取向的多個突起部分的照片；圖7是說明有機TFT另一實施例的截面視圖；圖8是說明依照本發(fā)明另一實施例的有機TFT的一部分的截面視圖；圖9A是說明依照本發(fā)明一個實施例的有機TFT的截面視圖；圖9B是圖9A的有機TFT一部分的平面視圖；圖9C是圖9B的有機TFT該部分的截面視圖；圖9D是圖9A的有機TFT的截面視圖；
圖9E是說明依照本發(fā)明另一實施例的有機TFT的截面視圖；圖10是說明依照本發(fā)明又一實施例的有機TFT一部分的截面視圖；圖11A是說明依照本發(fā)明一個實施例的有機TFT的截面視圖；圖11B是圖11A的有機TFT一部分的平面視圖；圖11C是圖11B的有機TFT的該部分的截面視圖；圖11D是圖11A的有機TFT的截面視圖；圖11E是說明依照本發(fā)明另一實施例有機TFT的截面視圖；圖12是說明依照本發(fā)明又一實施例的有機TFT的一部分的截面視圖；圖13A是說明依照本發(fā)明一個實施例的有機TFT的截面視圖；圖13B是圖13A中有機TFT的一部分的平面視圖；圖13C是圖13B中有機TFT的該部分的截面視圖；圖13D是圖13A的有機TFT的截面視圖；圖13E是說明依照本發(fā)明另一實施例的有機TFT的截面視圖；圖14是說明依照本發(fā)明又一實施例的有機TFT的一部分的截面視圖；圖15A是說明依照本發(fā)明一個實施例的有機TFT的截面視圖；圖15B是圖15A的有機TFT的一部分的平面視圖；圖15C是圖15B的有機TFT的一部分的截面視圖；圖15D是圖15A的有機TFT的截面視圖；圖15E是說明依照本發(fā)明另一實施例的有機TFT的截面視圖；圖16是說明依照本發(fā)明又一實施例的有機TFT的一部分的截面視圖；圖17A是說明依照本發(fā)明一個實施例的有機TFT的截面視圖；圖17B是圖17A的有機TFT的一部分的平面視圖；圖17C是圖17B的有機TFT的該部分的截面視圖；圖17D是圖17A的有機TFT的截面視圖；圖17E是說明依照本發(fā)明另一實施例的有機TFT的截面視圖；圖18是說明依照本發(fā)明又一實施例的有機TFT的一部分的截面視圖；具體實施方式
現(xiàn)在將通過參閱顯示了本發(fā)明實施例的相應(yīng)附圖對本發(fā)明的一些實施例將進(jìn)行更全面地描述。在此提出的實施例按數(shù)字順序介紹。這樣僅僅是為了清楚的目的，而不是將本發(fā)明限制在此所提出的實施例的范圍內(nèi)。
參閱圖4和5，有機TFT的一個實施例包括柵電極120、覆蓋柵電極120的柵極絕緣膜160、形成在柵極絕緣膜160上的有機半導(dǎo)體層130、與有機半導(dǎo)體層130相接觸的源電極和漏電極140和150和襯底110。通常，柵電極120和柵極絕緣膜160設(shè)置在襯底110上方且與其接觸。在一些實施例中，有機TFT可以進(jìn)一步包括緩沖層(未顯示)以防止雜質(zhì)滲透進(jìn)入襯底110上的有機半導(dǎo)體層130中。通常，該緩沖層可包含在襯底和有機半導(dǎo)體層之間，而且可以包含在本發(fā)明的其它實施例中。
上面所描述的有機材料一般采用旋涂工藝形成。在本發(fā)明的一些實施例中，有機材料可以通過在要被涂覆的表面上形成多個相互平行的突起，在預(yù)定的方向上采用旋涂工藝而形成。就是說，如圖5所描述的，有機材料180可以形成有平行突起190。這些突起190在旋涂過程中以平行取向?qū)?zhǔn)。通常，這就允許有機材料180在突起190取向的方向上形成。有利地，同時制造的包含有采用本發(fā)明實施例形成的有機層的有機TFT將因此具有基本一致的特性。突起可以形成在有機半導(dǎo)體材料所形成的任何表面上。該突起可以采取突起部件的形式。這些突起也可以形成于在突起部件之上形成的層中。
在本發(fā)明的一些實施例中，多個突起形成于柵極絕緣膜上或成為柵極絕緣膜的一部分。在下面所介紹的所有實施例中，該突起從源電極以朝向漏電極取向的準(zhǔn)直而延伸。然而，可以設(shè)想，該突起可在其他方向上延伸。在下面介紹的本發(fā)明的實施例中，以及沒有具體描述的實施例中，突起相互間可以平行或不平行。例如，突起可以形成使得隨著它們接近漏電極150而集中。為了方便，在這里描述的實施例表示了突起的結(jié)構(gòu)，這些突起平行對準(zhǔn)以便從源電極延伸向漏電極。在一些實施例中，有機半導(dǎo)體層可以在柵極絕緣膜上形成。通常，有機半導(dǎo)體層以某一方向形成，該方向與柵極絕緣膜上的平行突起延伸的方向基本相同。有利的是，這使得同時制造具有基本一致的特性的多個有機TFT成為可能。例如，可以獲得具有基本一致的閾值電壓的有機TFT。
如圖4D所示的實施例，多個平行突起部件120a可以形成于柵電極120的頂表面上。通常，柵極絕緣層160可以形成在突起壁120a和柵電極120上。在突起壁120a上形成柵極絕緣層160將在柵極絕緣層160中產(chǎn)生相應(yīng)的平行突起。見圖4D和4E。在一些實施例中，有機半導(dǎo)體層130形成為覆蓋柵極絕緣膜160，如圖4D中所示。在其它實施例中，有機半導(dǎo)體層130可以形成于柵極絕緣層160中的突起之間，如圖4E中所示。
該突起部件120a可以采用各種方法形成，下面描述了其中的一些方法。
在一些實施例中，有機半導(dǎo)體層130在柵極絕緣膜160上形成。通常，由在突起部件120a上的沉積而產(chǎn)生的柵極絕緣層160中的突起導(dǎo)致了該有機半導(dǎo)體層以與突起部件120a相同的取向形成，即使當(dāng)有機半導(dǎo)體層130是采用旋涂方式形成時。在一些實施例中，這使得同時制造多個具有基本一致特性的有機TFT成為可能。
在本發(fā)明的一些實施例中，突起部件120a由光敏材料形成。通常，光敏材料可以是聚合物膜，例如光致抗蝕劑或光準(zhǔn)直材料，但也可以使用其它適當(dāng)?shù)牟牧?。本發(fā)明的其它實施例的突起部件也可以由光敏材料例如光致抗蝕劑或光準(zhǔn)直材料形成。突起部件120a，以及本發(fā)明其它實施例中的突起部件可以依照下面的工藝形成。
首先，光致抗蝕劑形成于柵電極120的上表面上。該光致抗蝕劑可以是正性光致抗蝕劑或負(fù)性光致抗蝕劑。然后激光可以用來照射該光致抗蝕劑。多個互相平行移動的、且在相同方向上延伸的激光束可以用來照射光致抗蝕劑。
激光全息照相法可以用來構(gòu)成激光束以照射光致抗蝕劑。也就是說，具有相互平行的軸且以預(yù)定的方向延伸的激光束，其由兩束具有光程差(光距上的差異)的激光束的干涉而產(chǎn)生，可以用來照射光致抗蝕劑。激光束之間的間隔可以通過控制每個激光束的傳播準(zhǔn)直來控制。激光束之間的間隔可以在100-600nm的范圍內(nèi)。
如果多個激光束照射正性光致抗蝕劑，激光束照射部分的接合力減小。如果多個激光束照射負(fù)性光致抗蝕劑，激光束照射部分的接合力增加。在照射后，接合力相對地減少的部分可以通過顯影過程被消除?？梢赃M(jìn)一步執(zhí)行退火過程以硬化突起部件120a。
突起部件120a也可以通過產(chǎn)生相互平行且在預(yù)定方向上延伸的溝槽來形成。這些溝槽可以采用動態(tài)摩擦工藝形成，其中使用纖維在一個方向上連續(xù)摩擦聚合物膜。這些溝槽也可以采用光學(xué)摩擦工藝形成。下面所描述的本發(fā)明其它實施例的突起部件可以采用前面所述的工藝或其它任何適當(dāng)?shù)墓に囆纬伞?br> 圖6是根據(jù)本發(fā)明一個實施例的在有機TFT的柵電極120上的多個突起部件的照片，這些突起以平行線取向并在預(yù)定方向上延伸。
圖7是說明有機TFT的另一個實施例的截面視圖。如圖4A所示，前述實施例的有機TFT是反向共平面型有機TFT，其中有機半導(dǎo)體層130形成以覆蓋源電極140和漏電極150。然而，如圖7所示，有機TFT也可以是反向交錯型有機TFT，其中源電極140和漏電極150形成在有機半導(dǎo)體層130上。在這個實施例中，如前面所述突起可以形成和取向于柵極絕緣膜160上。通常，如前面所述有機半導(dǎo)體層130可以形成在柵極絕緣膜160上。有機半導(dǎo)體層形成于突起之上，使得它具有一致的方向性。有利的是，這使得同時制造多個具有基本一致特性的有機TFT成為可能。
在本發(fā)明的更進(jìn)一步的實施例中，有機半導(dǎo)體層形成在柵電極上。
參閱圖8，一些實施例包括形成于柵電極220上的多個突起部件。在這個實施例中，該突起部件和柵電極220作為一體而整體形成，無需在柵電極220上形成突起部件進(jìn)行另外的工藝。通常，突起部件在柵電極的上表面上形成，見圖8。
后面描述了一種和柵電極220整體形成的突起部件的形成方法。
在一些實施例中，和柵電極220整體形成為一體的突起部件采用激光燒蝕方法形成。參閱圖8，在襯底210上形成柵電極220后，預(yù)定強度的激光可以用來照射柵電極220的預(yù)定部分。通常，已經(jīng)照射過的柵電極220的部分可以經(jīng)蝕刻以形成突起部件。形成突起部件的方法不限于激光燒蝕方法，任何適當(dāng)?shù)姆椒ǘ伎梢杂脕硇纬赏黄鸩考?。進(jìn)一步地，激光燒蝕法和/或任何其它適當(dāng)?shù)姆椒梢杂脕硇纬杀景l(fā)明其它實施例的突起部件。這種方法特別適用于突起部件和突起部件形成于其上的層、部分或其它部件整體形成的實施例。
參閱圖9A至9E，現(xiàn)在將描述依照第三實施例的有機TFT。在這個實施例中，有機TFT包括形成于襯底310上的柵電極320、覆蓋柵電極320的柵極絕緣膜360、柵極絕緣膜360上的有機半導(dǎo)體層330、以及與有機半導(dǎo)體層330相接觸的源電極340和漏電極350。該有機TFT可以進(jìn)一步包括位于襯底310上表面上的緩沖層370。
如圖9D和9E所示，多個突起可形成在柵極絕緣膜360中。如圖9D的實施例所示，有機半導(dǎo)體層330可以形成以便覆蓋柵極絕緣膜360，在其中形成了多個突起部件，或者，在圖9E所示的的另一實施例中，可以設(shè)置在突起之間。這個實施例和前述實施例的區(qū)別在于柵極絕緣膜360中突起的形成方法是不同的。
在第一實施例的有機TFT的情況下，通過在設(shè)置于柵極絕緣膜下的柵電極上形成突起部件，在柵極絕緣膜中形成突起。然而，在本實施例的有機TFT中，通過在設(shè)置于柵電極320之下的緩沖層370上形成突起部件370a，而在柵電極320上形成多個突起。通常，這導(dǎo)致突起在形成于柵電極320之上的柵極絕緣膜360上形成。如前所述，適用于本發(fā)明的其它實施例，在柵極絕緣膜360上形成的平行突起允許有機半導(dǎo)體層330形成在柵極絕緣膜360之上，該柵極絕緣膜360以與突起基本相同的方向?qū)?zhǔn)。有利的是，這使得同時制造多個具有基本一致特性的有機TFT成為可能。
參閱圖10，另一個實施例包含多個形成于緩沖層470上的突起部件。通常，在緩沖層470的上表面上突起部件和緩沖層470整體地形成為一體。通常，這些突起部件導(dǎo)致多個形成于設(shè)置在緩沖層470上的柵電極上的平行突起，以及多個形成于設(shè)置在柵電極上的柵極絕緣膜上的平行突起。
如上所述，在一些實施例中，突起部件采用激光燒蝕方法形成于緩沖層的上表面上。在另外的實施例中，當(dāng)使用光敏材料形成緩沖層時，突起部件可以采用前面所述的激光全息照相的方法形成。
參閱圖11A到11E，現(xiàn)在將描述依照第五實施例的有機TFT。通常，該有機TFT包括形成于襯底510上的柵電極520、覆蓋柵電極520的柵極絕緣膜560、在柵極絕緣膜560上的有機半導(dǎo)體層530、以及與有機半導(dǎo)體層530相接觸的源電極540和漏電極550。該有機TFT可以進(jìn)一步包括位于襯底510上表面上的緩沖層(未顯示)。如圖11A和11E所示，突起部件可以形成在柵極絕緣膜中。
在本實施例中，多個突起部件510a形成于設(shè)置在柵電極520下的襯底510上。這可以形成于突起部件5 10a上的柵電極520上的多個突起。在柵電極520之上形成的柵極絕緣膜560也可以具有多個突起。通常，所有的突起可以在與突起部件510a基本相同的方向上對準(zhǔn)。
如圖11D所示，有機半導(dǎo)體層530可以形成以覆蓋柵極絕緣膜560和位于柵極絕緣膜560上的突起，或者，如圖11E所示，可以設(shè)置在位于柵極絕緣膜560上的突起之間。通常，有機半導(dǎo)體層530可以形成使得它在與突起和突起部件510a相同的方向上進(jìn)行對準(zhǔn)。
參閱圖12所示的實施例，多個突起部件形成于襯底610上。在這個實施例中，在襯底610的上表面突起部件和襯底610整體形成為一體。這可以導(dǎo)致形成于突起部件之上的柵電極上的多個突起。形成于柵電極之上的柵極絕緣膜也可以具有多個突起。通常，所有的突起可以在與突起部件基本相同的方向上進(jìn)行對準(zhǔn)。有機半導(dǎo)體層可以形成以覆蓋柵極絕緣膜和柵極絕緣膜上的突起，或者可以設(shè)置在柵極絕緣膜上的突起之間。通常，有機半導(dǎo)體層可形成使得它在與突起和突起部件相同的方向上進(jìn)行對準(zhǔn)。
參閱圖13A到13E所示的實施例，現(xiàn)在將描述依照第七實施例的有機TFT。通常，該有機TFT包括形成于襯底710上的柵電極720、覆蓋柵電極720的柵極絕緣膜760、在柵極絕緣膜760上的有機半導(dǎo)體層730、以及和有機半導(dǎo)體層730相接觸的源電極740和漏電極750。
如圖13B和13C所示，多個突起部件760a可以形成于柵極絕緣膜760的上表面上。如圖13D所示，有機半導(dǎo)體層730可以形成以覆蓋柵極絕緣膜760和突起部件760a，或者，如圖13E所示，可以設(shè)置在柵極絕緣膜760上的突起部件760a之間。通常，有機半導(dǎo)體層730形成為使得它在與突起部件760a相同的方向上進(jìn)行對準(zhǔn)。
參閱圖14的實施例，多個突起部件形成于柵極絕緣膜860上。
在這個實施例中，在柵極絕緣膜860的上表面上，突起部件和柵極絕緣膜860整體形成為一體。
有機半導(dǎo)體層可以形成以覆蓋柵極絕緣膜和突起部件，或者可以設(shè)置在柵極絕緣膜上的突起部件之間。通常，有機半導(dǎo)體層可以形成使得它在與突起部件相同的方向上進(jìn)行對準(zhǔn)。
參閱圖15A到圖15E，現(xiàn)在將描述依照第九實施例的有機TFT。通常，該有機TFT包括襯底910上的有機半導(dǎo)體層930、設(shè)置在有機半導(dǎo)體層930上方并與有機半導(dǎo)體層930絕緣的柵電極920、與柵電極920絕緣且與有機半導(dǎo)體層930相接觸的源電極940和漏電極950。
依照第九實施例的有機半導(dǎo)體可以進(jìn)一步包括柵極絕緣膜960，其形成于有機半導(dǎo)體層930上并且使得源電極940、漏電極950和有機半導(dǎo)體層930與柵電極920絕緣。一些實施例也可包括緩沖層(未顯示)，其可以位于襯底910和有機半導(dǎo)體層930之間。同樣適用于本發(fā)明的其它實施例。
通常，多個突起部件910a形成于面對有機半導(dǎo)體層930的襯底910的表面上。
如圖15D所示，有機半導(dǎo)體層930可以形成以覆蓋襯底910和突起部件910a，或者，如圖15E所示，可以形成在突起部件910a之間。通常，有機半導(dǎo)體層可以形成使得它在與突起部件相同的方向上進(jìn)行對準(zhǔn)。
如圖15A所示，在本實施例中描述了交錯型有機TFT。然而，本發(fā)明不限與此，并且可以應(yīng)用于柵電極設(shè)置在有機半導(dǎo)體層上的任何結(jié)構(gòu)的有機TFT，即，頂部柵電極型有機TFT。同樣適用于在后面描述的后續(xù)實施例。
參閱圖16的實施例，多個突起部件可以形成在襯底1010上。
在這個實施例中，在襯底1010的上表面上，突起部件和襯底1010整體形成為一體。有機半導(dǎo)體層1030可以形成以覆蓋襯底1010和突起部件，或者可以形成于突起部件之間。通常，有機半導(dǎo)體層1030可以形成使得它在與突起部件相同的方向上進(jìn)行對準(zhǔn)。
參閱圖17A至17E，現(xiàn)在將描述依照第十一實施例的有機TFT。通常，該有機TFT包括形成于襯底1110上的緩沖層1170、在緩沖層1170上的有機半導(dǎo)體層1 130、與有機半導(dǎo)體層1130絕緣且在有機半導(dǎo)體層1130上方的柵電極1120、以及與柵電極1120絕緣且和有機半導(dǎo)體層1130相接觸的源電極1140和漏電極1150。
在這個實施例中，多個突起部件1170a形成于面對有機半導(dǎo)體層1130的緩沖層1170的表面上。
如圖17D所示，有機半導(dǎo)體層1130可以形成以覆蓋緩沖層1170和突起部件1170a，或者，如圖17E所示，可以形成于突起部件1170a之間。通常，有機半導(dǎo)體層1030可以形成使得它在與突起部件1170a相同的方向上進(jìn)行對準(zhǔn)。
參閱圖18所示的實施例，多個突起部件形成于在襯底1210上形成的緩沖層1270上。
在一些實施例中，在緩沖層1270的上表面上，突起部件和緩沖層1270整體形成為一體。有機半導(dǎo)體層可以形成以覆蓋緩沖層1270和突起部件，或者可以形成于突起部件之間。通常，有機半導(dǎo)體層可以形成使得它在與突起部件相同的方向上進(jìn)行對準(zhǔn)。
通常，緩沖層可以采用光敏材料，也就是，聚合物膜例如光致抗蝕劑或光準(zhǔn)直材料形成，突起部件可以采用前述的激光全息照相法形成。
在一些實施例中，該發(fā)明的有機TFT可以用于需要多個有機TFT的設(shè)備上。該發(fā)明的一些實施例為在相同襯底上同時制造的有機TFT提供了基本相同的閾值電壓。這在平板顯示器中是特別有用的，因為每個像素的操作可以由至少一個有機TFT來控制。如果每個像素中所包含的有機TFT的特性不同，就不能依照輸入的圖像信息顯示清晰的圖像。因此，在包含了多個有機TFT的平板顯示器中，通過采用依照本發(fā)明一些實施例的有機TFT，可以獲得清晰且高分辨率的圖像。
采用有機TFT的平板顯示器的例子包括電致發(fā)光顯示器和LCD?，F(xiàn)在將簡單介紹電致發(fā)光顯示器的結(jié)構(gòu)。
電致發(fā)光顯示器包括多種像素圖案。這些圖案可以依照從光發(fā)射層發(fā)出的顏色由紅、綠和/或藍(lán)像素形成。每個由紅、綠和藍(lán)色形成的子像素包含電致發(fā)光裝置和至少一個與電致發(fā)光裝置相連的TFT。該TFT可以是依照該發(fā)明實施例的有機TFT。電容也可以包括在電致發(fā)光顯示器中。
電致發(fā)光裝置是電流驅(qū)動的發(fā)光裝置，根據(jù)兩個電極之間的電流通過發(fā)出紅、綠和藍(lán)色光來顯示預(yù)定圖像。該電致發(fā)光裝置包括與有機TFT的源電極和漏電極之一相連的像素電極、形成以覆蓋全部像素或?qū)?yīng)于每個像素的面向電極(facing electrode)、以及至少包含插入于像素電極和面向電極之間的光發(fā)射層的中間層。本發(fā)明不限于上述結(jié)構(gòu)，且可以應(yīng)用于電致發(fā)光裝置的各種結(jié)構(gòu)中。
像素電極用作陽極，面向電極用作陰極。當(dāng)然，像素和面向電極的極性可以顛倒。
像素電極可以用作透明電極或反射電極。當(dāng)像素電極用作透明電極時，像素電極可以由ITO、IZO、ZnO或者In2O3形成。當(dāng)像素電極用作反射電極時，在使用Ag、Mg、Al、Pt、Pd、Au、Ni、Nd、Ir、Cr或這些金屬的化合物形成反射膜后，像素電極可以在反射膜上由ITO、IZO、ZnO或者In2O3形成。
面向電極也可以用作透明電極或反射電極。當(dāng)面向電極用作透明電極時，由用以形成透明電極的材料，例如ITO、IZO、ZnO或者In2O3形成的輔助電極層或匯流電極線，可以在面向有機薄膜的中間層沉積由具有低功函數(shù)的金屬，例如Li、Ca、LiF/Ca、LiF/Al、Al、Ag、Mg、或者這些金屬的化合物形成的材料層后，包含在材料層上。當(dāng)面向電極用作反射電極時，面向電極通過完全沉積Li、Ca、LiF/Ca、LiF/Al、Al、Ag、Mg或這些金屬的化合物形成。然而，該發(fā)明不限于于此，且有機材料例如導(dǎo)電聚合物可以用作像素電極和面向電極。
由有機膜形成的中間層可以包括低分子量的有機膜或者聚合物有機膜。如果中間層由低分子量有機膜形成，那么中間層可以通過層疊空穴注入層(HIL)、空穴傳輸層(HTL)、發(fā)光層(EML)、電子傳輸層(ETL)以及電子注入層(EIL)，以單一或者復(fù)合結(jié)構(gòu)形成?？梢杂脕硇纬芍虚g層的有機材料包括銅酞菁(CuPc)、N，N′-二(萘-1′-基)-N，N’-聯(lián)苯-聯(lián)苯胺(NPB)和三-8-羥基喹啉鋁(Alq3)。該低分子量有機膜可以采用蒸鍍方法形成。該中間層的結(jié)構(gòu)不限于此。
如果中間層由聚合物有機膜形成，那么中間層可以包括HTL和EML。聚合物HTL可以由poly-(2，4)-乙烯-二羥基噻吩(PEDOT)或者聚苯胺(PANI)采用噴墨印刷或旋涂的方法形成。聚合物有機發(fā)光層可以由聚對苯乙炔(PPV)、Soluble PPV′s、Cyano-PPV或者聚芴形成，并且彩色圖案采用常規(guī)的方法，例如噴墨印刷、旋涂或者使用激光的熱轉(zhuǎn)印方法形成。聚合物有機層中的中間層的結(jié)構(gòu)不限于此。
在具有上述結(jié)構(gòu)的電致發(fā)光顯示器中，每個像素的發(fā)光可以通過至少一個有機TFT控制輸入到像素電極的電流來控制，其閾值電壓的特性通過在相同的方向上對準(zhǔn)有機半導(dǎo)體層而一致，并與電致發(fā)光裝置的像素電極相連。
依照本發(fā)明實施例的晶體管不僅可以包含在電致發(fā)光顯示器或LCD中，而且可以包含于其它使用有機TFT的電子設(shè)備中，例如電子板、智能卡、產(chǎn)品標(biāo)簽或RFID的塑料芯片。
依照該發(fā)明的有機TFT和包含該有機TFT的平板顯示器可以提供下列優(yōu)點在一些實施例中，有機半導(dǎo)體層可以在與多個突起部件基本相同的方向上進(jìn)行對準(zhǔn)，這些多個突起部件相互平行并在基本一致的方向上延伸。
通常，在與突起部件基本相同的方向上形成有機半導(dǎo)體層允許同時制造的有機TFT在相互基本一致的方向上形成。有利的是，這允許有機TFT具有基本相似的閾值電壓。
通常，平板顯示器可以根據(jù)由具有基本一致特性的同時制造的有機TFT提供的輸入圖像信息來顯示清晰的且高分辨率的圖像。
雖然本發(fā)明已經(jīng)參考其典型實施例進(jìn)行特別地顯示和描述，但是應(yīng)該明白本領(lǐng)域普通技術(shù)人員將會對其作出各種形式和細(xì)節(jié)上的變化，而不脫離下面權(quán)利要求所確定的本發(fā)明的精神和保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
1.一種有機薄膜晶體管(TFT)包括襯底；設(shè)置在襯底上的柵電極；覆蓋柵電極的柵極絕緣膜；設(shè)置在柵極絕緣膜上的有機半導(dǎo)體層；和與有機半導(dǎo)體層相接觸的源電極和漏電極，其中，多個突起形成于柵極絕緣膜上，且在從源電極延伸到漏電極的取向上排列。
2.如權(quán)利要求1所述的有機TFT，其中突起以平行對準(zhǔn)排列。
3.如權(quán)利要求1所述的有機TFT，進(jìn)一步包括多個形成于柵電極表面上的突起部件，該柵電極的表面面向柵極絕緣膜，以及在從源電極延伸到漏電極的取向上排列突起部件。
4.如權(quán)利要求3所述的有機TFT，其中突起部件以平行對準(zhǔn)排列。
5.如權(quán)利要求3所述的有機TFT，其中突起部件由光敏材料形成。
6.如權(quán)利要求5所述的有機TFT，其中光敏材料是光致抗蝕劑和光準(zhǔn)直材料中的一種。
7.如權(quán)利要求3所述的有機TFT，其中突起部件和柵電極整體形成為一體。
8.如權(quán)利要求1所述的有機TFT，進(jìn)一步包括形成在襯底和柵電極之間的緩沖層。
9.如權(quán)利要求8所述的有機TFT，進(jìn)一步包括多個形成于緩沖層表面上的突起部件，該表面面對柵電極，并且突起部件在從源電極延伸到漏電極的取向上排列。
10.如權(quán)利要求9所述的有機TFT，其中突起部件以平行對準(zhǔn)排列。
11.如權(quán)利要求9所述的有機TFT，其中突起部件由光敏材料形成。
12.如權(quán)利要求9所述的有機TFT，其中光敏材料是光致抗蝕劑和光準(zhǔn)直材料中的一種。
13.如權(quán)利要求9所述的有機TFT，其中突起部件和緩沖層整體形成為一體。
14.如權(quán)利要求13所述的有機TFT，其中緩沖層由光敏材料形成。
15.如權(quán)利要求14所述的有機TFT，其中光敏材料是光致抗蝕劑和光準(zhǔn)直材料中的一種。
16.如權(quán)利要求1所述的有機TFT，進(jìn)一步包括多個形成于襯底表面上的突起部件，該襯底的該表面面對柵電極，并且突起部件在從源電極延伸到漏電極的取向上排列。
17.如權(quán)利要求16所述的有機TFT，其中突起部件以平行對準(zhǔn)排列。
18.如權(quán)利要求16所述的有機TFT，其中突起部件由光敏材料形成。
19.如權(quán)利要求18所述的有機TFT，其中光敏材料是光致抗蝕劑和光準(zhǔn)直材料中的一種。
20.如權(quán)利要求16的有機TFT，其中突起部件和襯底整體形成為一體。
21.一種包含多個如權(quán)利要求1所述的TFT的平板顯示器。
22.一種有機TFT，包括襯底；設(shè)置在該襯底上的柵電極；覆蓋柵電極的柵極絕緣膜；設(shè)置在柵極絕緣膜上的有機半導(dǎo)體層；和與有機半導(dǎo)體層相接觸的源電極和漏電極，其中，多個突起部件形成于柵極絕緣膜的第一表面上，該第一表面與和柵電極接觸的柵極絕緣膜的第二表面相對，且突起部件在從源電極延伸到漏電極的取向上排列。
23.如權(quán)利要求22所述的有機TFT，其中突起部件以平行對準(zhǔn)排列。
24.如權(quán)利要求22所述的有機TFT，其中突起部件由光敏材料形成。
25.如權(quán)利要求24所述的有機TFT，其中光敏材料是光致抗蝕劑和光準(zhǔn)直材料中的一種。
26.如權(quán)利要求22所述的有機TFT，其中突起部件和柵極絕緣膜整體形成為一體。
27.如權(quán)利要求26所述的有機TFT，其中柵極絕緣膜由光敏材料形成。
28.如權(quán)利要求27所述的有機TFT，其中光敏材料是光致抗蝕劑和光準(zhǔn)直材料中的一種。
29.一種包含多個如權(quán)利要求22所述的TFT的平板顯示器。
30.一種有機TFT包括襯底；設(shè)置在該襯底上的有機半導(dǎo)體層；與有機半導(dǎo)體層絕緣的柵電極；和與柵電極絕緣且與有機半導(dǎo)體層接觸的源電極和漏電極；其中，多個突起部件形成于襯底的表面上，該表面面對有機半導(dǎo)體層，且突起部件在從源電極延伸到漏電極的取向上排列。
31.如權(quán)利要求30所述的有機TFT，其中突起部件以平行對準(zhǔn)排列。
32.如權(quán)利要求30所述的有機TFT，其中突起部件由光敏材料形成。
33.如權(quán)利要求32所述的有機TFT，其中光敏材料是光致抗蝕劑和光準(zhǔn)直材料中的一種。
34.如權(quán)利要求30所述的有機TFT，其中突起部件和襯底整體形成為一體。
35.如權(quán)利要求30所述的有機TFT，進(jìn)一步包括形成于襯底和有機半導(dǎo)體層之間的緩沖層。
36.如權(quán)利要求30所述的有機TFT，進(jìn)一步包含柵極絕緣膜，其使源電極、漏電極和有機半導(dǎo)體層與柵電極絕緣，且設(shè)置在有機半導(dǎo)體層上。
37.一種包含多個如權(quán)利要求30所述的TFT的平板顯示器。
38.一種有機TFT包括襯底；設(shè)置在該襯底上的緩沖層；設(shè)置在緩沖層上的有機半導(dǎo)體層；與有機半導(dǎo)體層絕緣的柵電極；和與柵電極絕緣且與有機半導(dǎo)體層接觸的源電極和漏電極；其中，多個突起部件形成于緩沖層的表面上，該緩沖層的表面面對有機半導(dǎo)體層，且突起部件在從源電極延伸到漏電極的取向上排列。
39.如權(quán)利要求38所述的有機TFT，其中突起部件以平行對準(zhǔn)排列。
40.如權(quán)利要求38所述的有機TFT，其中突起部件由光敏材料形成。
41.如權(quán)利要求40所述的有機TFT，其中光敏材料是光致抗蝕劑和光準(zhǔn)直材料的一種。
42.如權(quán)利要求38所述的有機TFT，其中突起部件和緩沖層整體形成為一體。
43.如權(quán)利要求42所述的有機TFT，其中緩沖層由光敏材料形成。
44.如權(quán)利要求43所述的有機TFT，其中光敏材料是光致抗蝕劑和光準(zhǔn)直材料中的一種。
45.如權(quán)利要求38所述的有機TFT，進(jìn)一步包含柵極絕緣膜，其使源電極、漏電極和有機半導(dǎo)體層與柵電極絕緣，且設(shè)置在有機半導(dǎo)體層上。
46.一種包含多個如權(quán)利要求38所述的TFT的平板顯示器。
47.一種有機薄膜晶體管(TFT)包括襯底；多個表面；多個形成于第一表面上的突起，該突起以預(yù)定方向取向；形成于第一表面上的有機半導(dǎo)體層；其中，至少一部分有機半導(dǎo)體層以預(yù)定方向形成。
48.如權(quán)利要求47所述的有機TFT，進(jìn)一步包含柵電極和形成于該柵電極表面上的多個突起部件。
49.如權(quán)利要求48所述的有機TFT，其中突起部件和柵電極整體形成。
50.如權(quán)利要求47所述的有機TFT，進(jìn)一步包含緩沖層和多個形成于該緩沖層表面上的突起部件。
51.如權(quán)利要求50所述的有機TFT，其中突起部件和緩沖層整體形成為一體。
52.如權(quán)利要求47所述的有機TFT，進(jìn)一步包含多個在襯底表面上的突起部件。
53.如權(quán)利要求52所述的有機TFT，其中突起部件和襯底整體形成為一體。
54.如權(quán)利要求47所述的有機TFT，進(jìn)一步包含柵極絕緣膜和多個形成于柵極絕緣膜表面上的突起部件。
55.如權(quán)利要求54所述的有機TFT，其中突起部件和柵極絕緣膜整體形成為一體。
56.一種包含多個如權(quán)利要求47所述的TFT的平板顯示器。
57.一種有機薄膜晶體管(TFT)包括襯底；柵電極；柵極絕緣膜；有機半導(dǎo)體層；多個突起部件，其以預(yù)定方向取向且形成于襯底、柵電極和柵極絕緣膜其中之一上；其中，至少一部分有機半導(dǎo)體層形成在突起部件延伸的方向上。
58.一種包含多個如權(quán)利要求57所述的TFT的平板顯示器。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種具有一致特性的有機TFT和具有該有機TFT的平板顯示器，其中有機TFT包括采用旋涂工藝形成的有機半導(dǎo)體層。該有機TFT的一個實施例包括襯底，設(shè)置在襯底上的柵電極，覆蓋該柵電極的柵極絕緣膜，設(shè)置在柵極絕緣膜上的有機半導(dǎo)體層，以及與有機半導(dǎo)體層接觸的源電極和漏電極，其中多個突起部件形成于柵極絕緣膜上，且突起部件從源電極延伸向漏電極。
文檔編號H01L51/05GK1848476SQ20051013734
公開日2006年10月18日 申請日期2005年11月15日 優(yōu)先權(quán)日2004年11月15日
發(fā)明者徐旼徹, 具在本, 安澤 申請人:三星Sdi株式會社