基于碳納米管轉(zhuǎn)移和自對準(zhǔn)技術(shù)的柔性tft 背板的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種柔性TFT背板，特別是涉及一種基于碳納米管轉(zhuǎn)移和自對準(zhǔn)技術(shù)的柔性TFT背板。
【背景技術(shù)】
[0002]最普通的液晶顯示屏就像計(jì)算器的顯示面版，其圖像元素是由電壓直接驅(qū)動，當(dāng)控制一個(gè)單元時(shí)不會影響到其他單元，當(dāng)像素?cái)?shù)量增加到極大如以百萬計(jì)時(shí)，這種方式就顯得不切實(shí)際了。如果將像素排成行與列則可將連接線數(shù)量減至數(shù)以千計(jì)，這樣問題看起來確實(shí)可以得到解決:一列中的所有像素都由一個(gè)正電位驅(qū)動，而一行中的所有像素都由一個(gè)負(fù)電位驅(qū)動，則行與列的交叉點(diǎn)像素會有最大的電壓而被切換狀態(tài)。然而此法仍有缺陷，即是同一行或同一列的其他像素雖然受到的電壓僅為部分值，但這種部份切換仍會使像素變暗。
[0003]目前來說最好的解決方法是每個(gè)像素都添加一個(gè)配屬于它的晶體管開關(guān)，使得每個(gè)像素都可被獨(dú)立控制。晶體管所擁有的低漏電流特征所代表的意義乃是當(dāng)畫面更新之前，施加在像素的電壓不會任意喪失。此種電路布置方式很類似于動態(tài)隨機(jī)存取存儲器，只不過整個(gè)架構(gòu)不是建在娃晶圓上，而是建構(gòu)在玻璃之類的基板上(Thin-Film Transistor，TFT) ο
[0004]基本上所有的TFT基板都不耐高溫，所以TFT的工藝制程必須在相對低溫下進(jìn)行，所用到的硅層是利用硅化物氣體制造出的非晶硅或多晶硅層，當(dāng)代顯示技術(shù)的發(fā)展需要更高性能的TFT以驅(qū)動IXD像素及AMOLED像素，非晶硅TFT具有制備工藝簡單，均一性好的優(yōu)點(diǎn)，但其迀移率較低，無法滿足對驅(qū)動的要求；低溫多晶硅雖然迀移較高，但其需要激光輔助退火而制造成本過高，且多晶硅量產(chǎn)均一性差，無法滿足大面積高分辨率的顯示器生產(chǎn)的需求。
[0005]柔性顯示具有輕薄、可彎曲的特點(diǎn)，可用于制造電子書、手機(jī)等顯示設(shè)備的顯示屏。這類顯示器柔軟可便攜，耐沖擊性強(qiáng)，可以實(shí)現(xiàn)卷曲顯示；但是當(dāng)前的塑料基底，表面平整性差，表面微米量級的凸起會引起器件損壞，可靠性差；同時(shí)晶體管制備過程中由于不同膜層的熱膨脹系數(shù)不同，薄膜的生長、熱處理等都會對其造成彎曲收縮等影響，不利于光刻圖形對準(zhǔn)，也不利于面板制作。
[0006]碳納米管(Carbon Nanotube，CNT)是一種管狀的碳分子，按照管子的層數(shù)不同，分為單壁和多壁碳納米管，管子的半徑方向非常細(xì)，只有納米尺度，而在軸向則可長達(dá)數(shù)十到數(shù)百微米。由于其特殊的結(jié)構(gòu)，碳納米管具有一些特別的電學(xué)性質(zhì)，可以通過改變制造工藝調(diào)整碳納米管內(nèi)部結(jié)構(gòu)，從而在特定方向上表現(xiàn)出單一的絕緣性、半導(dǎo)體或者金屬性，電導(dǎo)率可控且最高可達(dá)銅的一萬倍。CNT材料力學(xué)性質(zhì)優(yōu)異，硬度與金剛石相當(dāng)，防水，耐敲擊刮擦；韌性強(qiáng)，可以在拉伸彎曲之后立即恢復(fù)原狀。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0007]鑒于以上所述現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)，本實(shí)用新型的目的在于提供一種基于碳納米管轉(zhuǎn)移和自對準(zhǔn)技術(shù)的柔性TFT背板及其制備方法，用于解決現(xiàn)有技術(shù)中制作碳納米管陣列圖形而使得工藝復(fù)雜繁瑣的問題，且解決了現(xiàn)有技術(shù)中高精密低容錯(cuò)率的問題。
[0008]為實(shí)現(xiàn)上述目的及其他相關(guān)目的，本實(shí)用新型提供一種基于碳納米管轉(zhuǎn)移和自對準(zhǔn)技術(shù)的柔性TFT背板制備方法，所述制備方法至少包括:(I)提供一設(shè)有微結(jié)構(gòu)壓印圖形的柔性基板；所述微結(jié)構(gòu)壓印圖形包括由柵極、源極和漏極組成的若干單元；所述單元按矩陣分布且該矩陣中每列相鄰單元共用一個(gè)柵極，每行相鄰單元共用一個(gè)源極，該源極位于組成該兩個(gè)相鄰單元的柵極、漏極之間并延伸出所述柵極之外；并在所述壓印圖形所形成的溝槽內(nèi)填充金屬，形成導(dǎo)電線路；(2)在所述若干單元的源極、柵極和漏極所在的范圍整版覆蓋一層碳納米管；(3)在所述碳納米管之上制作若干第一絕緣層圖形；所述第一絕緣層圖形在所述柔性基板上的投影與每個(gè)單元的源極和漏極及其之間的溝道區(qū)所在的區(qū)域有重疊；(4)刻蝕未被所述第一絕緣層圖形覆蓋的碳納米管；(5)在所述每列相鄰兩個(gè)單元的柵極之間制備與該兩個(gè)單元的柵極及其之間的源極相互接觸的第二絕緣層圖形；(6)制備橫置的T型金屬結(jié)構(gòu)作為柵極跳線；所述T型金屬結(jié)構(gòu)的雙臂位于所述第二絕緣層圖形上且與每列中相鄰兩個(gè)單元的柵極相接觸；所述T型金屬結(jié)構(gòu)的主體部分在該柔性基板上的投影與每個(gè)單元的源極和漏極有重疊且其寬度不超出所述第一絕緣層圖形的寬度；
(7)在所述柵極跳線上制作一層覆蓋所述若干單元且?guī)в腥舾赏椎慕^緣層薄膜，所述若干通孔位于所述每個(gè)單元的漏極之上；(8)在所述步驟(7)中帶有通孔的絕緣層薄膜上利用導(dǎo)電墨水制作一層導(dǎo)電薄膜；導(dǎo)電墨水填充入所述通孔與所述漏極相接觸并固化；(9)沿所述單元切割位于所述絕緣層薄膜上的導(dǎo)電薄膜形成若干像素電極單元。
[0009]優(yōu)選地，所述步驟(I)中的微結(jié)構(gòu)壓印圖形形成的方法是在所述柔性基板上涂覆UV膠，再利用特制模板與固化設(shè)備在所述UV膠水上壓印出微結(jié)構(gòu)圖形。
[0010]優(yōu)選地，所述步驟(I)中在所述壓印圖形所形成的溝槽內(nèi)填充金屬的方法為利用電鍍、刮印或噴印的方法；所填充的金屬為銅或銀等。
[0011]優(yōu)選地，所述微結(jié)構(gòu)圖形的尺度為微納米級別；所述步驟(2)中整版覆蓋所述碳納米管的方法為噴印、轉(zhuǎn)移或?yàn)R射中的任意一種。
[0012]優(yōu)選地，所述步驟(2)中的所述碳納米管的材料呈半導(dǎo)體特性。
[0013]優(yōu)選地，所述步驟(3)中制作所述第一絕緣層圖形的方法是利用噴印技術(shù)在所述碳納米管之上制作聚合物絕緣層而得到。
[0014]優(yōu)選地，所述步驟(3)中的第一絕緣層圖形在所述柔性基板上的投影與每個(gè)單元的源極和漏極及其之間的溝道區(qū)所在的區(qū)域部分重疊。
[0015]優(yōu)選地，所述步驟(4)中刻蝕所述碳納米管的方法為溶液腐蝕法或干法刻蝕。
[0016]優(yōu)選地，所述步驟(5)中的第二絕緣層圖形的材料為聚合物絕緣層，制作所述第二絕緣層圖形的方法采用噴印的方式。
[0017]優(yōu)選地，所述步驟￠)中制作所述柵極跳線的工藝為噴印技術(shù)。
[0018]優(yōu)選地，所述步驟(7)中所述每個(gè)單元的漏極上有一個(gè)來自所述絕緣層薄膜的所述通孔。
[0019]優(yōu)選地，所述步驟(8)中制作所述導(dǎo)電薄膜的方法為絲網(wǎng)印刷技術(shù)或噴墨印刷技術(shù)。
[0020]優(yōu)選地，所述步驟(9)中切割所述導(dǎo)電薄膜的方法為鐳射切割技術(shù)。
[0021]本實(shí)用新型還提供一種基于碳納米管轉(zhuǎn)移和自對準(zhǔn)技術(shù)的柔性TFT背板，所制備的柔性TFT背板的各個(gè)階段的結(jié)構(gòu)示意圖如圖1至圖9所示。所述柔性TFT背板至少包括:設(shè)有微結(jié)構(gòu)壓印圖形的柔性基板；所述微結(jié)構(gòu)壓印圖形包括由柵極、源極和漏極組成的若干單元；覆蓋于所述每個(gè)單元的源極和漏極及其之間的溝道區(qū)的碳納米管；位于所述碳納米管之上的第一絕緣層圖形；所述第一絕緣層圖形覆蓋于所述單元的源極和漏極所在的區(qū)域；位于所述相鄰兩個(gè)單元的柵極之間且與該兩個(gè)單元的柵極及之間的源極相互接觸的第二絕緣層圖形；雙臂位于所述第二絕緣層圖形上且與相鄰兩個(gè)單元的柵極相接觸的T型金屬結(jié)構(gòu)，該T型金屬結(jié)構(gòu)的主體部分在該柔性基板上的投影與每個(gè)單元的源極和漏極有重疊；位于所述T型金屬結(jié)構(gòu)之上、覆蓋于所述若干單元且?guī)в腥舾赏椎慕^緣層薄膜；所述通孔位于所述每個(gè)單元的漏極之上；填充于所述通孔與所述柵極相接觸并固化的導(dǎo)電薄膜；所述導(dǎo)電薄膜覆蓋于所述絕緣層薄膜之上且沿每個(gè)所述單元彼此分離。
[0022]優(yōu)選地，所述壓印圖形所形成的溝槽內(nèi)填充有金屬。
[0023]優(yōu)選地，所述單元按矩陣分布且該矩陣中每列相鄰單元共用一個(gè)柵極，每行相鄰單元共用一個(gè)源極。
[0024]優(yōu)選地，所述源極位于組成該兩個(gè)相鄰單元的柵極、漏極之間并延伸出所述柵極之外。
[0025]優(yōu)選地，所述第一絕緣層圖形對應(yīng)覆蓋于一個(gè)單元的源極和漏極及其之間的溝道區(qū)所在的部分區(qū)域。
[0026]優(yōu)選地，所述碳納米管覆蓋于所述每個(gè)單元源極和漏極的部分區(qū)域及源極和漏極之間的溝道區(qū)。
[0027]優(yōu)選地，所述第一絕緣層圖形與所述碳納米管在所述柔性基板上的投影完全重置。
[0028]優(yōu)選地，所述每個(gè)單元的漏極上有一個(gè)來自所述第二絕緣層薄膜的所述通孔。
[0029]優(yōu)選地，所述T型金屬結(jié)構(gòu)的雙臂與每列單元中相鄰兩個(gè)單元的柵極相接觸。
[0030]如上所述，本實(shí)用新型的基于碳納米管轉(zhuǎn)移和自對準(zhǔn)技術(shù)的柔性TFT背板及其制備方法，具有以下有益效果:壓印技術(shù)可以利用高精細(xì)度模板在UV膠(紫外壓印)和熱固膠(熱壓印)等柔性基材上制備微米級乃至納米級的微結(jié)構(gòu)，結(jié)合導(dǎo)電墨水刮印技術(shù)或者精細(xì)電鍍技術(shù)，可以在微結(jié)構(gòu)中填充導(dǎo)電金屬制備超精細(xì)導(dǎo)電線路，而卷對卷壓印技術(shù)的引入使產(chǎn)品的大規(guī)模批量化低成本生產(chǎn)成為可能；