有源層、包括其的薄膜晶體管陣列基板以及顯示裝置制造方法及圖紙

本發(fā)明專利技術(shù)公開了有源層、包括其的薄膜晶體管陣列基板以及顯示裝置。該薄膜晶體管陣列基板包括：基板；在基板上的柵電極；在柵電極上的柵絕緣膜；有源層，其位于柵極絕緣膜上并且包括半導體材料和多個碳同素異形體；以及與有源層接觸的源電極和漏電極。

Active layer, thin film transistor array substrate including the same, and display device

The invention discloses an active layer, a thin film transistor array substrate including the same, and a display device. The thin film transistor array substrate includes: a substrate; a gate electrode on the substrate; the gate electrode on the gate insulating film; active layer, the gate insulating film and semiconductor material and a plurality of carbon allotropes; and a source electrode in contact with the active layer and a drain electrode.

【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】
有源層、包括其的薄膜晶體管陣列基板以及顯示裝置
本公開涉及一種顯示裝置，更具體地，涉及一種有源層、包括該有源層的薄膜晶體管陣列基板以及包括該薄膜晶體管陣列基板的顯示裝置。盡管本公開適用于寬范圍的應(yīng)用，但是其特別適合于通過實現(xiàn)包括碳同素異形體的有源層來改進顯示設(shè)備的裝置特性。
技術(shù)介紹
隨著多媒體的發(fā)展，平板顯示器(FDP)如今變得越來越重要。與此相伴，各種平板顯示器(例如，液晶顯示器(LCD)、等離子體顯示面板(PDP)、場致發(fā)射顯示器(FED)、有機發(fā)光顯示器(OLED)等)正在投入實際使用。利用無源矩陣尋址方案或使用薄膜晶體管的有源矩陣尋址方案來尋址顯示裝置。在無源矩陣尋址方案中，陽極和陰極彼此相交，并且選定的線被尋址。相比之下，在有源矩陣尋址方案中，每個像素電極附接到薄膜晶體管并且接通或關(guān)斷。對于薄膜晶體管，基本特性(例如，電子遷移率和漏電流等)以及確保長壽命所需的耐久性和電可靠性是非常重要的。薄膜晶體管的有源層是非晶硅、多晶硅和氧化物半導體中的一種。非晶硅的主要優(yōu)點是簡化的沉積工藝和低的制造成本，但是其具有0.5cm2/Vs的低電子遷移率。氧化物半導體具有約108的導通/關(guān)斷比和低的漏電流，但是具有比多晶硅低的10cm2/Vs的電子遷移率。多晶硅具有約100cm2/Vs的高電子遷移率，但是與氧化物半導體相比具有較低的導通/關(guān)斷比，并且在大面積電子器件中應(yīng)用多晶硅成本高。在這方面，正在進行研究以改進薄膜晶體管的特性，包括電子遷移率、漏電流和導通/關(guān)斷比等。
技術(shù)實現(xiàn)思路
本公開的一方面提供一種可以通過包括碳同素異形體來改進裝置特性的有源層、包括該有源層的薄膜晶體管陣列基板、以及包括該薄膜晶體管陣列基板的顯示裝置。在一個方面，提供了包括半導體材料和多個碳同素異形體的有源層。碳同素異形體分散在半導體材料內(nèi)并且形成多個疇。每個疇通過碳同素異形體中的碳原子之間的化學鍵合形成。碳同素異形體具有一維或二維結(jié)構(gòu)。碳同素異形體是還原的氧化石墨烯(rGO)、未氧化的石墨烯、石墨烯納米帶及其混合物中之一。半導體材料是陶瓷半導體或有機半導體。基于100wt％的半導體材料含量，碳同素異形體含量為0.05wt％至0.1wt％。在一個方面，提供了一種薄膜晶體管陣列基板，其包括：基板；在基板上的柵電極；在柵電極上的柵極絕緣膜；有源層，其位于柵極絕緣膜上并且包括半導體材料和多個碳同素異形體；以及與有源層接觸的源電極和漏電極。碳同素異形體分散在半導體材料內(nèi)并且形成多個疇。疇位于有源層中的溝道處。每個疇通過碳同素異形體中的碳原子之間的化學鍵合形成。碳同素異形體具有一維或二維結(jié)構(gòu)。碳同素異形體是還原的氧化石墨烯(rGO)、未氧化的石墨烯、石墨烯納米帶或其混合物。半導體材料是陶瓷半導體材料或有機半導體材料。基于100wt％的半導體材料含量，碳同素異形體含量為0.05wt％至0.1wt％。在一個方面，提供了一種顯示裝置，其包括：薄膜晶體管陣列基板、薄膜晶體管陣列基板上的有機絕緣膜、以及有機絕緣膜上的像素電極。顯示裝置還包括電連接到像素電極的有機發(fā)光二極管、有機發(fā)光二極管上的封裝層、以及封裝層上的蓋窗。顯示裝置還包括位于與像素電極相同平面中的或位于像素電極下方的與像素電極間隔開的公共電極、以及位于公共電極上的液晶層。應(yīng)當理解，前面的一般描述和以下詳細描述都是示例性和說明性的，并且旨在提供對所要求保護的本公開的進一步解釋。附圖說明附圖被包括以提供對本公開的進一步理解，并且附圖被并入且構(gòu)成本說明書的一部分，附圖示出了本公開的各方面，并且與說明書一起用于說明本公開的原理。在附圖中：圖1和圖2是示出根據(jù)本公開的制造碳同素異形半導體組合物的過程的視圖；圖3是根據(jù)本公開的一個方面的薄膜晶體管陣列基板的截面圖；圖4是根據(jù)本公開的一個方面的有源層的頂視圖；圖5是示出根據(jù)本公開的一個方面的薄膜晶體管中的電子和空穴的移動的示意圖；圖6和圖7是根據(jù)本公開的一個方面的顯示裝置的截面圖；圖8是根據(jù)本公開的有源層的原子力顯微鏡(AFM)圖像；圖9是用于測量圖8的區(qū)域A的X射線光電子能譜(XPS)光譜；圖10是用于圖8的區(qū)域B的測量的XPS光譜；以及圖11是示出具有比較例和本公開的薄膜晶體管的電流-電壓曲線的曲線圖。具體實施方式在下文中，將參考附圖詳細描述本公開的示例性方面。在整個說明書中，相同的附圖標記表示基本相同的元件。在下面的描述中，如果認為與本公開相關(guān)的公知功能或配置的詳細描述被認為不必要地模糊本公開的主題，則省略與本公開相關(guān)聯(lián)的公知功能或配置的詳細描述。在以下描述中使用的元件的名稱可以被選擇以便于描述說明書，并且可以不同于實際產(chǎn)品中的部件的名稱。以下公開的根據(jù)本公開的顯示裝置可以是有機發(fā)光顯示器、液晶顯示器、電泳顯示器等。將針對液晶顯示器描述本公開。液晶顯示器由具有形成在薄膜晶體管上的像素電極和公共電極的薄膜晶體管陣列基板，濾色器基板以及插入在這兩個基板之間的液晶層構(gòu)成。對于這樣的液晶顯示器，通過垂直或水平施加到公共電極和像素電極的電場來驅(qū)動液晶。根據(jù)本公開的顯示裝置還可應(yīng)用于有機發(fā)光顯示器。例如，有機發(fā)光顯示器包括連接到薄膜晶體管的第一電極和第二電極、以及位于這兩個電極之間的有機材料的發(fā)光層。因此，來自第一電極的空穴和來自第二電極的電子在發(fā)光層內(nèi)復合，形成激子(即空穴-電子對)。然后，當激子恢復基態(tài)時產(chǎn)生能量，從而使有機發(fā)光顯示器發(fā)光。將在后面描述的包括根據(jù)本公開的碳同素異形體的有源層可以用于上述顯示裝置的薄膜晶體管。在下文中，將參考附圖描述本公開的各方面。本公開公開了包括碳同素異形體和半導體材料的薄膜晶體管，更具體地，公開了具有包括碳同素異形體和半導體材料的有源層的薄膜晶體管。薄膜晶體管用作顯示裝置的開關(guān)元件或驅(qū)動元件。碳同素異形體在本公開中公開的碳同素異形體是指共價鍵合的碳原子的多環(huán)芳香族分子。共價鍵合的碳原子在可以形成6個原子的環(huán)的重復單元中。此外，共價鍵合的碳原子可以包含5個C原子的環(huán)或6個C原子的環(huán)或它們兩者。碳同素異形體可以是單層，或者可以包括彼此堆疊的多層碳同素異形體。碳同素異形體具有一維或二維結(jié)構(gòu)。碳同素異形體具有約100nm的最大厚度，具體地，約10nm至90nm，或約20nm至80nm。碳同素異形體可以通過以下四種方法制造：物理剝離、化學氣相沉積，化學剝離和外延生長。物理剝離是通過將膠帶(Scotchtape)施加到石墨樣品上然后將其剝離而產(chǎn)生碳同素異形體片的方法。在化學氣相沉積中，具有高動能的氣態(tài)或氣態(tài)碳前體吸附在要生長碳同素異形體的基底的表面上，然后分解成碳原子。這些碳原子被封裝在一起，從而生長碳的結(jié)晶同素異形體。化學剝離使用石墨的氧化還原性，其中石墨用硫酸和硝酸的酸性混合物處理以產(chǎn)生在其邊緣具有羧基的碳同素異形體板。通過用亞硫酰氯處理將它們轉(zhuǎn)化為酰氯(acidchlorides)；接著，通過用十八烷胺處理將其轉(zhuǎn)化成相應(yīng)的碳同素異形酰胺。在溶劑(例如四氫呋喃)中回流所得材料導致碳同素異形片的單片的尺寸減小和折疊。在外延生長中，碳化硅(SiC)被加熱到1500℃的高溫以去除硅(Si)，剩余的碳原子C形成碳同素異形體。本公開的碳同素異形體可以包括還原的氧化石墨烯(rGO)、未氧化的石墨烯和石墨烯納米帶中的一種。還原的石墨烯氧化本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護點】
一種電子裝置的有源層，所述有源層包括：半導體材料和碳同素異形體。

【技術(shù)特征摘要】
2015.12.28 KR 10-2015-01877041.一種電子裝置的有源層，所述有源層包括：半導體材料和碳同素異形體。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的有源層，其中所述碳同素異形體分散在所述半導體材料內(nèi)并且形成多個疇。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的有源層，其中每個疇通過所述碳同素異形體中的碳原子之間的化學鍵合形成。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的有源層，其中所述碳同素異形體具有一維或二維結(jié)構(gòu)。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的有源層，其中所述碳同素異形體包括還原的石墨烯氧化物(rGO)、未氧化的石墨烯、及其混合物中的至少之一。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的有源層，其中所述碳同素異形體包括石墨烯納米帶。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的有源層，其中所述半導體材料包括陶瓷半導體材料或有機半導體材料。8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的有源層，其中基于100wt％的所述半導體材料的含量，所述碳同素異形體的含量為約0.05wt％至0.1wt％。9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的有源層，其中所述碳同素異形體包括在5個C原子的環(huán)或6個C原子的環(huán)或兩者的重復單元中的共價鍵合的碳原子。10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的有源層，其中所述碳同素異形體具有不大于約100nm的厚度。11.一種顯示裝置的薄膜晶體管陣列基板，所述薄膜晶體管陣列基板包括：基板；在所述基板上的柵電極；在所述柵電極上的柵極絕緣膜；有源層，所述有源層位于所述柵極絕緣膜上并且包括半導體材料和碳同素異形體；以及接觸所述有源層的源電極和漏電極。12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的薄膜晶體管陣列基板，其中所述碳同素異形體分散在所述半導體材料內(nèi)并且形成多個疇。13.根...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：姜知延，金昌垠，白貞恩，金成真，
申請(專利權(quán))人：樂金顯示有限公司，
類型：發(fā)明
國別省市：韓國,KR