薄膜晶體管陣列基板及其制備方法、顯示裝置的制造方法
【技術領域】
[0001] 本發明涉及顯示器技術領域，尤其涉及一種薄膜晶體管陣列基板及其制備方法， 還涉及包含該薄膜晶體管陣列基板的顯示裝置。
【背景技術】
[0002] 平板顯示裝置具有機身薄、省電、無輻射等眾多優點，得到了廣泛的應用。現有的 平板顯示裝置主要包括液晶顯示裝置（Liquid Crystal Display，IXD)及有機電致發光顯 不裝置（Organic Light Emitting Display, OLED) 〇
[0003] 基于有機發光二極管的OLED顯示技術同成熟的IXD相比，OLED是主動發光的顯 示器，具有自發光、高對比度、寬視角（達170° )、快速響應、高發光效率、低操作電壓（3~ 10V)、超輕薄（厚度小于2mm)等優勢，具有更優異的彩色顯示畫質、更寬廣的觀看范圍和更 大的設計靈活性。
[0004] 薄膜晶體管（Thin Film Transistor，TFT)是平板顯示裝置的重要組成部分，可 形成在玻璃基板或塑料基板上，通常作為開光裝置和驅動裝置用在諸如LCD、0LED。薄膜 晶體管液晶顯不器（Thin Film Transistor Liquid Crystal Display，簡稱 TFT-LCD)具 有體積小、功耗低、無輻射等特點，在當前的平板顯示器市場中占據了主導地位。近年來 TFT-LCD獲得了飛速的發展，其尺寸和分辨率不斷地提高，大尺寸、高分辨率的液晶電視成 為TFT-LCD發展的一個主流。隨著TFT-LCD尺寸的不斷增大、分辨率的不斷提高，為了提高 顯示質量，需要采用更高頻率的驅動電路，現有的非晶硅薄膜晶體管的迀移率很難滿足液 晶顯示器的需要。非晶硅薄晶體管的迀移率一般在0. 6cm2/Vs左右，但是在液晶顯示器尺 寸超過80英寸，驅動頻率為120Hz時需要IcmVVs以上的迀移率，現在非晶硅硅薄膜晶體 管的迀移率顯然很難滿足。
[0005] 氧化物半導體TFT技術是當前的熱門技術。氧化物半導體由于具有較高的電子迀 移率（氧化物半導體迀移率>l〇 cm2/Vs，a-Si迀移率僅0. 5~0. 8cm2/Vs)，而且相比LTPS (低 溫多晶硅），氧化物半導體制程簡單，與a-Si制程相容性較高，可應用于LCD (液晶顯示）、 有機電致發光（OLED)、柔性顯示（Flexible)等等，可應用于大小尺寸顯示，具有良好的應 用發展前景，為當前業界研究熱門。
[0006] 圖1為現有的一種薄膜晶體管陣列基板的結構示意圖。如圖1所示，該陣列基板 包括陣列設置于玻璃基板1上的薄膜晶體管2(附圖中僅示例性示出了其中的一個薄膜晶 體管2)，所述薄膜晶體管2采用了氧化物半導體TFT技術。具體地，參閱圖1，所述薄膜晶 體管2包括柵電極3、柵極絕緣層4、有源層5、源電極6和漏電極7。其中，柵電極3形成于 所述玻璃基板1上，柵極絕緣層4覆設于所述柵電極3上，有源層5形成于所述柵極絕緣層 4上，源電極6和漏電極形成于所述柵極絕緣層4上；所述源電極6和漏電極7之間相互間 隔并且分別具有部分搭接在所述有源層5上，所述有源層5對應于所述源電極6和漏電極 7相互間隔的區域形成溝道區；所述有源層5上的溝道區部分設置有刻蝕阻擋層8,通常地， 刻蝕阻擋層8的材料主要是無機薄膜，例如是SiN xS SiOx，刻蝕阻擋層8主要是用于在制 備源電極6和漏電極7時，防止損傷到有源層5。進一步地，如圖1所示，所述陣列基板還包 括覆設于所述薄膜晶體管2上的絕緣保護層9。
[0007] 薄膜晶體管陣列基板是通過多次光罩工藝（構圖工藝）形成結構圖形來完成，每 一次光罩工藝中又分別包括掩膜、曝光、顯影、刻蝕和剝離等工藝，其中刻蝕工藝包括干法 刻蝕和濕法刻蝕。如上所述的薄膜晶體管陣列基板的制備工藝，至少包括如下的光罩工藝： (1)在玻璃基板1上采用第一道光罩工藝形成柵電極3。（2)在柵電極3上制備柵極絕緣層 4之后，在柵極絕緣層4上采用第二道光罩工藝形成有源層5。（3)在有源層5上采用第三 道光罩工藝形成刻蝕阻擋層8。（4)在有源層5上采用第四道光罩工藝形成源電極6和漏 電極7。光罩工藝的次數可以衡量制造薄膜晶體管陣列基板的繁簡程度，減少光罩工藝的次 數就意味著制造成本的降低。

【發明內容】

[0008] 有鑒于此，本發明提供了一種薄膜晶體管陣列基板及其制備方法，其中的薄膜晶 體管相比于現有技術具有更優越的性能；其制備方法相比于現有技術，減少了光罩工藝的 次數，降低了工藝難度，節省了成本。
[0009] 為了實現上述目的，本發明采用了如下的技術方案：
[0010] -種薄膜晶體管陣列基板，包括陣列設置于玻璃基板上的薄膜晶體管，所述薄膜 晶體管包括：柵電極，形成于所述玻璃基板上；柵極絕緣層，覆設于所述柵電極上；有源層， 形成于所述柵極絕緣層上；源電極和漏電極，形成于所述柵極絕緣層上；所述源電極和漏 電極之間相互間隔并且分別具有部分搭接在所述有源層上，所述有源層對應于所述源電極 和漏電極相互間隔的區域形成溝道區；其中，所述有源層的材料為金屬氧化物半導體材料， 所述有源層上還設置有一有機半導體，所述有機半導體覆蓋所述溝道區，并且延伸至所述 源電極與所述有源層之間和所述漏電極與所述有源層之間。
[0011] 其中，所述金屬氧化物半導體材料選自ZnO、InZnO、ZnSnCKGaInZnO和ZrInZnO中 的任意一種或兩種以上。
[0012] 其中，所述有源層的厚度為200~2000 A。
[0013] 其中，所述有機半導體層的材料為小分子型有機半導體材料或聚合物型有機半導 體材料。
[0014] 其中，所述小分子型有機半導體材料為并五苯、三苯基胺、富勒烯、酞菁、茈衍生物 或花菁，所述聚合物型有機半導體材料為聚乙炔型、聚芳環型或共聚物型的聚合物材料。
[0015] 其中，所述有機半導體層的厚度為50(K2000
[0016] 其中，所述陣列基板還包括覆設于所述薄膜晶體管上的絕緣保護層。
[0017] 如上所述的薄膜晶體管陣列基板的制備方法，其包括：在玻璃基板上采用第一道 光罩工藝形成柵電極；采用第二道光罩工藝形成有源層和有機半導體層；采用第三道光罩 工藝形成源電極和漏電極。
[0018] 其中，該方法具體包括步驟：S1、提供一玻璃基板，在該玻璃基板上形成柵電極材 料膜層；S2、通過第一道光罩工藝將所述柵電極材料膜層刻蝕形成預定圖案的柵電極；S3、 在如上結構的玻璃基板上依次形成柵極絕緣層、有源層材料膜層和有機半導體材料膜層； S4、通過第二道光罩工藝在所述柵極絕緣層上形成預定圖案的有源層和有機半導體層；其 中，所述有源層和有機半導體層分別是由所述有源層材料膜層和有機半導體材料膜層通過 刻蝕形成；S5、在如上結構的玻璃基板上形成源/漏電極材料膜層；S6、通過第三道光罩工 藝將所述源/漏電極材料膜層刻蝕形成預定圖案的源電極和漏電極。
[0019] 本發明的另一方面是提供一種顯示裝置，其包括如上所述的薄膜晶體管陣列基 板。
[0020] 本發明實施例中提供的薄膜晶體管陣列基板，其中的薄膜晶體管中，在有源層上 設置有機半導體層，有機半導體層不僅覆蓋了溝道區，而且還向兩側延伸至源電極和漏電 極與有源層的連接位置之間，有機半導體層可以作為制備源電極和漏電極時的刻蝕阻擋層 以保護有源層，同時，由于有機半導體層延伸至源電極和漏電極與有源層的連接位置之間， 還能起到增加開關電流的作用。以上的薄膜晶體管陣列基板應用于顯示裝置中，例如是 TFT-IXD或0LED，可以使得顯示裝置相比于現有技術具有更優越的性能。進一步地，以上結 構的薄膜晶體管陣列基板的制備工藝中，作為刻蝕阻擋層的有機半導體層可以與有源層在 同一道光罩工藝中制備獲得，相比于現有技術節省了一道光罩工藝，降低了工藝難度，節省 了成本。
【附圖說明】
[0021] 圖1是現有的一種薄膜晶體管陣列基板的結構示意圖；
[0022] 圖2是本發明實施例1提供的薄膜晶體管陣列基板的結構示意圖；
[0023] 圖3a_圖3g本發明實施例1中的薄膜晶體管陣列基板的制備方法中，各個步驟得 到的器件結構的示例性圖示；
[0024] 圖4是本發明實施例2提供的顯示裝置的結構示意圖。
【具體實施方式】
[0025] 為使本發明的目的、技術方案和優點更加清楚，下面結合附圖對本發明的具體實 施方式進行詳細說明。這些優選實施方式的示例在附圖中進行了例示。附圖中所示和根據 附圖描述的本發明的實施方式僅僅是示例性的，并且本發明并不限于這些實施方式。
[0026] 在此，還需要說明的是，為了避免因不必要的細節而模糊了本發明，在附圖中僅僅 示出了與根據本發明的方案密切相關的結構和/或處理步驟，而省略了與本發明關系不大 的其他細節。
[0027] 實施例1
[0028] 本實施例首先提供了一種薄膜晶體管陣列基板，如圖2所示，該陣列基板包括陣 列設置于玻璃基板10上的多個薄膜晶體管20(附圖中僅示例性示出了其中的一個薄膜晶 體管20)，所述薄膜晶體管20采用了氧化物半導體TFT技術。具體地，參閱圖1，所述薄膜 晶體管20包括柵電極21、柵極絕緣層22、有源層23、源電極251和漏電極252。其中，柵電 極21形成于所述玻璃基板10上，柵極絕緣層22覆設于所述柵電極21上，有源層23形成 于所述柵極絕緣層22上，源電極251和漏電極252位于同一結構層中，形成于所述柵極絕 緣層22上，所述源電極251和漏電極252之間相互間隔并且分別具有部分搭接在所述有源 層23上，所述有源層23對應于所述源電極251和漏電極252相互間隔的區域形成溝道區。
[0029] 在本實施例中，參閱圖2,所述有源層23的材料為金屬氧化物半導體材料，所述有 源層23上還設置有一有機半導體層24,所述有機半導體層24覆蓋所述溝道區，有機半導體 層24的一端延伸至所述源電極251與所述有源層23之間（在該位置，有源層23、有機半 導體層24以及源電極251依次疊層設置）。有機半導體層24的另一端延伸至所述漏電極 252與所述有源層23之間（在該位置，有源層23、有機半導體層24以及漏電極252依次疊 層設置）。
[0030] 進一步地，如圖2所示，所述陣列基板還包括覆設于所述薄膜晶體管20上的絕緣 保護層30。
[0031] 其中，所述柵電極21的材料選自但不限于Cr、Mo、Al、C