CN100487918C - 薄膜晶体管、显示器及其制造方法、及施主薄片制造方法 - Google Patents

薄膜晶体管、显示器及其制造方法、及施主薄片制造方法 Download PDF

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Abstract

一种柔性平板显示器，其中毫微粒子用于TFT的有源层，衬底是柔性的并且可以在室温下制造，平板显示器具有同样的TFT，一种制造TFT的方法，一种制造平板显示器的方法，以及一种制造施主薄片的方法。在制造显示器内的TFT中，施主薄片用来把毫微粒子从薄片转移到衬底。薄膜晶体管放置在衬底上并且包括沟道区，所述沟道区至少具有一个纵向排列的P型或N型毫微粒子，其中所述P型或N型毫微粒子的纵向方向平行于在衬底上隔开的P型或N型毫微粒子线。

Description

薄膜晶体管、显示器及其制造方法、及施主薄片制造方法
技术领域
本发明涉及薄膜晶体管(TFT)，具有该TFT的平板显示器，制造TFT的方法，制造柔性平板显示器的方法，以及制造施主薄片的方法，尤其是涉及在至少一个沟道内使用毫微粒子的TFT，具有该TFT的平板显示器，制造TFT的方法，制造平板显示器的方法，以及制造施主薄片的方法。
背景技术
平板显示器例如液晶显示器(LCD)、有机发光二极管(OLED)显示器或无机光二极管显示器，按照驱动方法分成使用无源驱动方法的无源(PM)平板显示器和使用有源驱动方法的有源(AM)平板显示器。
在PM平板显示器中，阳极和阴极分别排列成多个列和行，并且扫描信号由行驱动电路提供给阴极。在这种情况下，只选择了多行中的一行。另外，数据信号由列驱动电路输入到每个像素内。
AM平板显示器广泛用作显示器，所述AM平板显示器使用薄膜晶体管(TFT)控制输入每个像素的信号，并且能处理巨大量信号以实现活动图像。
AM平板显示器的TFT包括半导体有源层、栅极、以及源极/漏极，所述半导体有源层具有掺杂高浓度杂质的源极/漏极区和形成在源极/漏极区之间的沟道区，所述栅极与所述半导体有源层绝缘并且放置在与所述沟道区对应的区域内，所述源极/漏极各自接触各个源极/漏极区。
半导体有源层通常由非晶硅或多晶硅构成。在低温下可以沉积非晶硅。然而，当半导体有源层由非晶硅构成时，降低了电特性及可靠性，并且不能容易地增大显示器区域。近来，多晶硅广泛用于形成半导体有源层。多晶硅具有几十至几百cm2/V·s的高电流运动和低射频操作特性以及低漏电流值，因此非常适合用于高清晰度和大尺寸平板显示器。
然而，当半导体有源层由多晶硅构成时，需要执行使非晶硅结晶成多晶硅的结晶过程。这包括加热到300℃高温或更高。
优选地，通过对平板显示器施加预定压力，平板显示器应该能弯曲到某一程度，提供足够的视角，或者以便显示器可以用于便携式产品，例如臂章、背包或笔记本电脑。
然而，当使用常规方法由多晶硅形成TFT时，难以获得柔性平板显示器。换句话说，为了制造柔性产品，应该在包括衬底的大部分元件内使用柔性材料，例如丙烯、聚酰亚胺、聚碳酸酯、聚酯、聚脂薄膜、以及其它塑料材料。这些塑料材料具有低耐热性，如果目前当形成多晶体时，则这些材料将也不能很好地忍受热量。因此，为了制造用于柔性产品的平板显示器内的TFT，需要一种在塑料材料能承受的温度下形成结构的方法。
发明内容
因此，本发明的目的是提供一种用于平板显示器的改进设计。
本发明的目的也是提供一种用于平板显示器的设计，所述平板显示器使用具有超级电特性而又具有柔性的TFT。
另外的目的是提供一种用于TFYT和平板显示器的设计，所述平板显示器使用新的TFT，其中TFT的有源层包括毫微粒子。
本发明的目的还是提供一种用于制造新TFT的方法以及一种用于制造新平板显示器的方法，所述平板显示器使用新的TFT，其中毫微粒子结合在TFT的有源层内。
通过具有超级特性并能在室温下制造的薄膜晶体管(TFT)、具有同样TFT的平板显示器、制造TFT的方法、制造平板显示器的方法、以及制造施主薄片的方法可以实现这些及其他目的。根据本发明的一个方面，提供一种薄膜晶体管，所述薄膜晶体管放置在衬底上并且包括沟道区，所述沟道区至少具有一个纵向排列的P型或N型毫微粒子，其中所述P型或N型毫微粒子的纵向方向平行于在衬底上隔开的P型或N型毫微粒子线。
根据本发明的另一方面，提供一种薄膜晶体管，所述薄膜晶体管包括放置在衬底上的P型薄膜晶体管和放置在衬底上的N型薄膜晶体管，所述P型薄膜晶体管包括沟道区，所述沟道区至少具有一个纵向排列的P型毫微粒子，所述N型薄膜晶体管包括沟道区，所述沟道区至少具有一个纵向排列的N型毫微粒子；其中所述P型和N型毫微粒子各自的纵向方向平行于衬底上隔开的各个P型和N型毫微粒子线。
根据本发明的又一方面，提供一种平板显示器，所述平板显示器包括衬底、发射区、以及位于各个像素内的多个选择驱动电路，所述发射区放置在所述衬底上，并且多个像素位于所述发射区内，每个选择驱动电路包括至少一个薄膜晶体管，所述薄膜晶体管包括沟道区，所述沟道区包括至少一种纵向排列的毫微粒子，所述毫微粒子的纵向方向平行于在所述衬底上隔开的毫微粒子线。
根据本发明的又一方面，提供一种平板显示器，所述平板显示器包括发射区和非发射区，多个P型和N型薄膜晶体管中的至少一种位于所述发射区内，P型薄膜晶体管和/或N型薄膜晶体管位于所述非发射区内，位于所述发射区和所述非发射区内的薄膜晶体管之中的同类型薄膜晶体管的至少一个沟道区的纵向彼此平行。
根据本发明的又一方面，提供一种制造具有半导体有源层的薄膜晶体管的方法，所述方法包括：隔开多个毫微粒子线；在包括至少一种沿着各个毫微粒子线的毫微粒子的线上形成毫微层；以及通过模制所述毫微层而形成有源层。
根据本发明的另一方面，提供一种制造平板显示器的方法，所述平板显示器包括发射区和选择驱动电路，多个像素位于所述发射区内，所述选择驱动电路包括薄膜晶体管，所述薄膜晶体管包括位于每个像素内的半导体有源层，所述方法包括：隔开多个毫微粒子线；在包括至少一种沿着各个毫微粒子线的毫微粒子的线上形成毫微层；以及通过模制所述毫微层而形成有源层。
根据本发明的又一方面，提供一种制造施主薄片的方法，所述方法包括：准备薄膜，所述薄膜的一侧由光热转换层构成；准备储水器以便P型或N型毫微粒子漂浮在储存的溶液内；将所述毫微粒子集中到一侧；使所述薄膜能穿过所述储水器内的溶液，以便所述毫微粒子粘附到所述薄膜的光热转换层；以及干燥所述薄膜。
附图说明
通过参考下面结合附图时的详细描述，本发明的更完整评价及其许多附带优点由于变得更好理解而显而易见，附图中类似附图标记表示相同或类似部件，其中：
图1是依据本发明实施例的平板显示器的示意平面图；
图2是图1平板显示器的发射区和非发射区内的电路的电路图；
图3是图2中各种TFT和OLED的发射区和非发射区的横剖视图；
图4是依据本发明实施例的平板显示器的有源层的示意平面图；
图5是图解形成用于构成有源层的毫微层的情形的平面图；
图6A和图6B分别是在依据本发明实施例形成图5中所示毫微层的方法中使用的PDMS高分子模型的示意透视图和示意平面图；
图7A-7C是依据本发明另一实施例形成图5中所示毫微层的方法的横剖视图；
图8是在图7A-7C所示的方法中使用的施主薄片的横剖视图；
图9A和图9B图解依据本发明实施例制造图8中所示施主薄片的方法。
图10是通过图9A和图9B中所示方法制造的施主薄片的平面图；
图11是依据本发明另一实施例的平板显示器的有源层的示意平面图。
具体实施方式
现在转向附图，图1是(OLED)平板显示器1的发射区10和非发射区20的示意图。布置有OLED和选择驱动电路的多个子像素位于显示器1的发射区10内。用于驱动子像素的水平驱动器(HD)和/或垂直驱动器(VD)位于非发射区20内。图1在非发射区20内只示出VD，但多个电路例如HD或电平移相器可以位于非发射区20内。另外，连接到外部电路的端子部分和密封发射区10的密封部分等位于非发射区20内。
现在转向图2，图2是依据本发明实施例的OLED的位于发射区10内的单位像素的选择驱动电路(SC)和位于非发射区20内的垂直驱动器(VD)内的CMOS TFT 21的示意电路图。电路图不局限于图2中图解的电路图，而且后面将要描述的本发明可以应用于各种电路结构。
在图2所示的实施例中，P型毫微粒子线Pline(120a)和N型毫微粒子线Nline(120b)按照条形排列在衬底上，在多个线内延伸并且被隔开。至少TFT沟道区的纵向平行于毫微粒子线120。P型和N型毫微粒子线120是在衬底上隔开的虚拟线，以便至少布置TFT沟道区。因此，TFT不需要形成在所有P型和N型毫微粒子线120内，并且可以或可以不沿着毫微粒子线120形成。
在毫微粒子线120上用作半导体有源层沟道的毫微粒子定位成沿着毫微粒子线120。也就是，在制造过程期间可以沿着毫微粒子线120印刷毫微粒子。现在将对其进行更详细地描述。
现在转向图3，图3是图2的横剖视图，图解驱动TFT 11、开关TFT 12和垂直驱动器(VD)的CMOS TFT 21的横截面。排列CMOS TFT 21以便N型TFT 22和P型TFT 23彼此结合。上述VD可以不只包括CMOS TFT 21。各种TFT和电路可以彼此相互连接以构成驱动电路。TFT 11、TFT 12、TFT22和TFT 23形成在衬底100上，并且排列在上述毫微粒子线之上。
衬底100可以由丙烯、聚酰亚胺、聚碳酸酯、聚酯、聚脂薄膜或其它塑料材料构成以具有柔性。对于衬底100而言也可能由一些其它材料构成，例如玻璃。用于防止杂质离子扩散的缓冲层110在需要时可以有选择地位于衬底100上。另外，沿着排列在衬底100上的毫微粒子线布置使用物理和化学方法已经形成的毫微粒子并使其形成图案，以便形成每个TFT 11、TFT 12、TFT 22和TFT 23的多个半导体有源层121、122、123和124各自的至少一个沟道。
如图3中所示，在多个半导体有源层121、122、123和124上用氧化硅和/或氮化硅形成栅极绝缘层130，每个半导体有源层由毫微粒子构成。通过导电金属层例如MoW、Al、Cr、Al/Cu、以及Ti/Al/Ti等，每个TFT 11、TFT 12、TFT 22和TFT 23的栅极141、142、143和144形成在栅极绝缘层130上。
由氧化硅和/或氮化硅构成的中间级介电(ILD)层150形成在栅极绝缘层130和栅极141、142、143、144上，并且每个TFT 11、TFT 12、TFT22和TFT 23的源极/漏极161、162、163和164布置在ILD层150上，以便与栅极141、142、143和144绝缘。源极/漏极161、162、163和164由例如MoW、Al、Cr、Al/Cu、以及Ti/Al/Ti等导电金属层或导电聚合物构成。另外，源极/漏极161、162、163和164分别通过接触孔150a、150b、150c和150d连接到有源层121、122、123和124各自的源极/漏极区，这样产生TFT。当形成栅极141、142、143，144和源极/漏极161、162、163、164时，存储电容器Cst可以同时形成，并且由与用来制造TFT的材料相同的材料构成。
由氧化硅和/或氮化硅等构成的钝化层170形成在源极/漏极161、162、163、164上，并且由丙烯、BCB或聚酰亚胺构成的平面化层171形成在钝化层170上。通孔170a贯穿钝化层170和平面化层171，以便通过通孔170a以电方式暴露驱动TFT 11的源极和漏极161中任何一个。钝化层170和平面化层171不局限于上述结构，并且可以仅仅组合成一层。
作为OLED下电极层的像素电极180形成在钝化层171上。像素电极180通过通孔170a连接到源极和漏极161之一。
像素定义层185由如同有机材料例如丙烯、BCB或聚酰亚胺或者无机材料例如氧化硅或氮化硅的绝缘材料构成。如图2中所示，像素定义层185覆盖TFT，例如选择驱动电路SC的驱动TFT 11和开关TFT 12，并且具有暴露像素电极180预定部分的开孔。
具有发射层的有机膜190覆盖暴露像素电极180的开孔。有机膜190可以形成在像素定义层185的整个表面上。在这种情况下，在每个像素内用红色、绿色和蓝色模制有机膜190的发射层，这样可以实现全色。
如图3中所示，像素定义层185可以不形成在垂直和/或水平驱动器位于的非发射区20内，但是本发明决不局限于这样的结构。
有机膜190形成之后，形成作为OLED下电极层的公共电极195。可以形成公共电极195以覆盖所有像素，但不局限于这个约束，并且可以形成图案。像素电极180和公共电极195可以通过有机膜190彼此绝缘，横跨有机膜190施加不同极性的电压，以便可以从有机膜190中发光。
像素电极180用作阳极，公共电极195用作阴极，然而可能颠倒。像素电极180可以是透明电极或反射电极。透明电极可以用ITO(氧化锡铟)、IZO(氧化锌铟)、ZnO或In2O3制造，Ag、Mg、Al、Pt、Pd、Au、Ni、Nd、Ir、Cr及其混合物的反射层形成之后，使用ITO、IZO、ZnO或In2O3的反射电极可以形成在反射层上。
公共电极195也可以是透明电极或反射电极。当透明电极用作公共电极195时，由于公共电极195用作具有小工作函数的阴极金属，例如Li、Ca、LiF/Ca、LiF/Al、Al、Mg及其混合物沉积到有机膜190，辅助电极层或总线电极线可以由用于形成透明电极的材料构成，例如ITO、IZO、ZnO或In2O3。通过在OLED整个表面上沉积金属，例如Li、Ca、LiF/Ca、LiF/Al、Al、Mg及其混合物，形成反射电极。
有机膜190可以是低分子或高分子有机层。当低分子有机层用作有机膜190时，通过在单个或复合结构中堆叠空穴注入层(HIL)、空穴传输层(HTL)、发射层(EML)、电子传输层(ETL)、以及电子注入层(EIL)来形成低分子层，并且多种材料可以用作低分子有机层，例如酞酸铜(CuPc)、N，N’-二(萘-1-基)-N，N’-二苯-对苯二铵基联苯(NPB)、以及胺三羧甲基氨基甲烷-8-羟基喹啉铝(Alq3)。通过蒸汽沉积形成这些低分子有机层。
当高分子有机层用作有机膜190时，高分子有机层通常可以具有形成HTL和EML的结构。在这种情况下，PEDOT用作HTL，并且高分子有机材料用作EML，例如聚苯烯次亚乙烯和聚芴。通过丝网印刷或喷墨印刷等形成这些高分子有机层。
位于TFT 11、TFT 12、TFT 22和TFT 23的有源层内的毫微粒子优选为纵向延伸的毫微线，所述TFT 11、TFT 12、TFT 22和TFT 23存在于发射区10和非发射区20的驱动器内。至少一个或多个毫微粒子可以布置在每个TFT的各个有源层内。有源层的沟道设计成平行于毫微线的纵向。本发明决不局限于此。相反，毫微粒子可以是毫微带、毫微棒或毫微管以及可以形成在纵向上的毫微粒子。
在本发明中，有源层121、122、123和124由如上所述的毫微粒子构成。如图4中所示，沿着条形毫微粒子线120排列有源层。毫微粒子120包括P型毫微粒子线120a和N型毫微粒子线120b，并且不仅可以是条形而且可以是各种形状，例如弯曲等。
沿着P型毫微粒子线120a排列驱动TFT11的有源层121、开关TFT 12的有源层122、以及CMOS TFT 21的P型TFT 23的有源层124。沿着N型毫微粒子线120b排列CMOS TFT 21的N型TFT 22的有源层123。
P型和N型分类不局限于上述，而是可以根据每个单位像素10a内的选择驱动电路设计和非发射区20内的驱动器电路设计而变化。也就是，单位像素10a内的选择驱动电路SD的驱动TFT 11的有源层121和开关TFT12的有源层122中任何一个可以是N型，或者它们都可以是N型。当两个或多个TFT用作选择驱动电路SC时，P型和N型有源层都可以出现在单个单位像素10a内。甚至在这种情况下，如图4中所示，沿着沿着P型毫微粒子线120a和N型毫微粒子线120b排列和安置每个TFT的有源层。
如图4中所示，P型毫微粒子线120a和N型毫微粒子线120b彼此不重叠。优选地，P型毫微粒子线120a和N型毫微粒子线120b交替排列。因此，可以不把沿着毫微粒子线120排列和安置的TFT的有源层121、122、123、124排列和安置在单线上。换句话说，如图4中所示，可以把驱动TFT 11的P型有源层121、开关TFT 12的P型有源层122、以及CMOS TFT21的P型TFT 23的P型有源层124排列和安置在相同的P型毫微粒子线120a上。然而，P型有源层121、122、124以及N型CMOS TFT 21的N型TFT 22的N型有源层123都排列和安置在P型毫微粒子线120a和N型毫微粒子线120b上，它们彼此分开。
通过这样排列毫微层，布置在发射区10和非发射区20内的TFT之中的同类型TFT按照这样的方式布置，即至少它们的沟道区纵向彼此平行。也就是，如图4中所示，驱动TFT11的有源层121、开关TFT 12的有源层122、以及CMOS TFT 21的P型TFT23的有源层124都是P型有源层，它们排列和安置成彼此平行，并且CMOS TFT 23的N型TFT 22的有源层123排列和安置成彼此平行。尽管只有P型TFT 23位于发射区10内，即使N型TFT 22位于发射区10内，但位于非发射区20内的N型TFT及其有源层排列成彼此平行。如图4中所示，P型TFT和N型TFT彼此平行。
现在转向图5，图5图解由P型毫微粒子构成的P型毫微层125以及由N型毫微粒子构成的N型毫微层126，所述P型毫微粒子沿着P型毫微粒子线120a形成在衬底100上，而所述N型毫微粒子沿着N型毫微粒子线120b形成在衬底100上。如图4中所示，通过依据毫微层125和126的设计图案来图案化毫微层125和126，可以形成有源层121、122、123、124。如图5中所示，P型毫微层125和N型毫微层126可以形成为条形。可以通过各种方法形成图5中所示的毫微层125和126。
图6A是在依据本发明实施例制造OLED中使用的、用于涂覆微量流体的PDMS(或聚(二甲基硅氧烷))高分子模型200的示意透视图，图6B是图6A的平面图。例如，PDMS高分子模型200是由聚二甲基硅氧烷构成的主体框架。为了形成具有图5中所示图案的P型毫微层125和N型毫微层126，在PDMS高分子模型200的下部上，纵向形成压印线230，并且形成用于连接压印线230的进口210和出口220。压印线230从下底面嵌入到预定深度，以便印刷通过进口210注入的毫微粒子溶液。压印线230的宽度可以是20-30m。
使用PDMS高分子模型200制造P型毫微层125和N型毫微层126的方法将在下文中描述。首先，准备净化的衬底100。在这种情况下，如图3中所示，缓冲层110可以形成在衬底100上。接着，准备具有毫微粒子的微量流体。毫微粒子是各种材料中任何一种材料的小粒子，例如包括CdS、CdSe和CdTe的IIB-VIA族化合物、包括GaAs的IIIA-VA族化合物、包括Si的IVA族元素以及它们的混合物、包括Ni、Co、Fe、Pt、Au、Ag及其化合物的金属。然而，毫微粒子不局限于上面所述，并且可以由其它材料构成。
可以通过物理和化学方法制造这些毫微粒子，将在下面描述形成毫微粒子的方法。毫微粒子可以通过化学方法形成并且具有核心，所述核心由包括CdS、CdSe和CdTe的IIB-VIA族化合物、包括GaAs的IIIA-VA组化合物、包括Si的IVA族元素和它们的化合物、包括Ni、Co、Fe、Pt、Au、Ag及其化合物的金属、以及覆盖核心的任一化合物构成。
作为实例，形成(CdSe)ZnS毫微粒子的第一操作制造CdSe毫微粒子。众所周知，毫微粒子的尺寸约为23-55
Figure C200410081922D0013112405QIETU
，并且尺寸分配差约为5-10％。通过执行高温胶体生长处理过程和选择毫微粒子尺寸的沉淀过程，形成这些CdSe毫微粒子。这里，高温胶体生长处理过程是这样的过程，其中有机金属前体快速注入高温溶剂并且立刻产生均匀核子。用作Cd源的有机金属前体包括碱性镉化合物，例如CdMe2。用作Se源的适当有机金属化合物是三烃基-磷化氢硒化物，例如(TMS)2Se、TOPSe、TBPSe。随后，在适当温度下用包括Zn的溶液和溶剂(例如TOP)内的S前体涂覆CdSe粒子。二苯甲基锌(Ditylzinc)和hexamethyldisilatine用作Zn和S的前体。
也可以通过各种物理方法形成毫微粒子，例如真空合成、气相合成、凝相合成、使用电离集束的高速沉积、凝固、高速研磨、混合合金处理、沉积、以及Sol-Gel处理。然而，形成毫微粒子的方法不局限于上述方法。同样，毫微粒子可以具有这些形状，例如毫微线、毫微带、毫微棒或具有单壁或多壁的毫微管。也可以通过下列方法形成毫微粒子。
(a)P型Si毫微线
通过使用单体分布的金胶体粒子(由British Biocell InternationalLtd制造)作为催化剂热沉积SiH4和B2H6来制造厚度为20-40nm的P型Si毫微线。在这种情况下，温度在420和480℃之间，并且调节反应器以便可以在8英寸管式炉内执行计算机控制的生长。当总压力是30托时，硅烷的局部压力约为2托，并且反应时间是40分钟。考虑到掺杂程度，把SiH4对B2H6的比例调节成6400:1。在这种情况下，毫微线的掺杂浓度估计约为4 x 10E+17cm-3。随着掺杂程度增加，接触电阻变得更低，而不必执行高温退火过程。参见Nature(自然)425，274-278(2003)。
(b)N型Si毫微线
通过激光辅助催化生长(LCG)来制造N型Si毫微线。简单地说，通过使用Nd:YAG激光器的激光束(532nm，脉冲宽度为8ns，300mJ/脉冲，10Hz)融化金制目标来来制造N型Si毫微线。通过这个简单方法产生的金制毫微簇催化粒子与SiH4气体在反应容器内进行反应，并且生长成Si毫微线。在掺杂的情况下，通过把Au-P目标(99.5:0.5wt％，Alfa Aesar)和附助红磷(99％，Alfa Aesar)放入反应容器的气体进口内，产生N型Si毫微线。参见J.Phys.Chem.B.，104，5213-5216(2000)。
(c)N型GaN毫微线
使用氨气(99.99％，Matheson)、镓金属(99.9999％，Alfa Aesar)、以及二氮化三镁(Mg3N2，99.6％，Alfa Aesar)各自作为N、Ga、Mg源，通过金属催化CVD形成N型GaN毫微线。在这种情况下，优选使用c平面蓝宝石衬底。Mg3N2热分解成MgN2(s)＝3Mg(g)+N2(g)，产生Mg掺杂剂，并且放在Ga源上游。在950℃形成GaN毫微线，并且使用镍作为催化剂。GaN毫微线的长度通常为10-40.m。参见Nano Letters，3(3)，343-346(2003)。
(d)N型CdS毫微带
通过真空蒸汽输送组成CdS毫微带。具体地，在真空管端部密封少量CdS粉(少于100mg)。当加热真空管以便CdS粉的温度为900℃时，真空管另一端的温度低于50℃。在2小时内，大部分CdS粉转移到冷位置，并且粘贴在真空管的壁上。这些材料主要是厚度为30-150nm的毫微带。毫微带的宽度为0.5-5μm，并且长度为10-200μm。参见Nature(自然)425，274-278(2003)。
(e)Ge毫微线
H2(总大气压＝1atm)以100sccm的速度流入直径为2.5cm的炉式反应器内，同时，GeH4(He为10％)的速度是10sccm，并且在275℃下执行CVD持续15分钟，从而形成Ge毫微线。反应衬底是这样的衬底，其中Au毫微晶体(平均直径为20nm)均匀地分散在SiO2衬底表面上。参见Agnew.Chem.Int.Ed.Engls，41，4783-4786(2002)。
(f)InP毫微线
通过LCG形成InP毫微线。LCG目标通常由94％的InP、5％的Au催化剂、以及1％的Te或Zn掺杂元素构成。当LCG目标生长时，炉子温度为800℃(介质)，并且将LCG目标放在炉子上游端上。发射Nd:YAG激光器的脉冲(波长为1064nm)持续10分钟。在这种情况下，毫微线集中在炉子冷位置的下游端上。参见Nature(自然)409，66-69(2001)。
(g)ZnO毫微棒
在60℃的125mL甲醇内熔化约29.5g(0.13mol)乙酸锌二水合物(ZnOCOCH3-2H2O)，然后把熔化14.8g(0.23mol)氢氧化钾(KOH)的溶液添加到65ml甲醇，从而形成ZnO毫微棒。在60℃下搅拌反应混合物持续几天。如果在几天内沉淀毫微棒，则用甲醇清洗沉淀，并且以5500rpm离心分离持续30分钟。使用乙二醇对水之比为2:1的溶剂稀释毫微粒子并且变成溶液，所述毫微粒子是通过上述步骤产生的合成材料。通过熟化溶液持续约三天，形成直径为15-30nm和长度为200-300nm的毫微棒。另一方面，通过CVD也能形成毫微线。参见Nano Letter，3(8)，1097-1101(2003)。
通过普通湿化学方法使用包含毫微粒子的胶体溶液形成毫微粒子。参见Langmuir，1998，Vol.14，P.226。例如，通过把已经形成的毫微线或毫微带放入乙醇，然后使用超声波均匀地混合它们，可以制备包含毫微粒子的胶体溶液。
很少量毫微粒子胶体溶液流入PDMS高分子模型200的进口210。在这种情况下，PDMS高分子模型200的压印线230排列在P型毫微粒子线120a或N型毫微粒子线120b内，以便沿着线120a或120b形成P型毫微层125或N型毫微层126，如图5中所示。在这种情况下，优选地，毫微层125和126彼此分开达到预定间隙，例如达到单位像素的节距。
接着，在室温下干燥流体。对于快速干燥操作而言，优选地，在适当温度下(不是非常高)执行热处理。结果，形成图5中所示的多个毫微层125和126。
接着，如图4中所示，模制毫微层125和126以便形成位于发射区10和非发射区20内的TFT半导体有源层121、122、123和124。接着，执行后面过程以便形成具有图3结构的OLED。
毫微TFT的结构不需要是如图3中的叠层结构。栅极141、142、143和144可以形成在衬底100的缓冲层110上，栅极绝缘层150可以形成以覆盖它们，并且如图5中所示的毫微层125和126可以形成在栅极绝缘层150上。
通过各种方法可以形成如图5中所示的毫微层125和126。作为实例，通过经由使用衬底上的PDMS高分子模型进行压印的Amine处理，然后通过经由公知的喷墨印刷方法进行图5中所示的模制，可以形成毫微层125和126。在喷墨印刷方法中，可以形成宽度达到20微米的图案。同样，作为另一实例，通过激光诱导热成像(LITI)方法可以形成毫微层125和126。
现在转向图7A-10，图7A-7C图解了通过LITI方法形成如图5中所示的模制毫微层的方法，图8图解了图7A-7C所示方法中的施主薄片的横截面。图9A和图9B图解了制造施主薄片方法的实例，以及图10图解了通过图9A和图9B中所示方法制造的施主薄片的平面。
首先，在通过LITI方法形成毫微层的方法中，使用图8中所示的施主薄片300。在薄膜310上排列施主薄片300的毫微线330以便平行于它们的纵向，从而形成传输层320。
薄膜310包括底膜312和光热转换(LTHC)层314。聚烯烃基树脂可以用作底膜312。通过搅拌丙烯内的碳可以把LTHC层314涂覆在底膜312上，但不局限于此。LTHC层314可以是一种层，其通过把激光转换成热并加热传输层320来转移传输层320，或者引起激光烧蚀。
通过图9A和图9B中所示的方法可以制造施主薄片300。在存有溶液351例如水的储水器350内混合多个毫微线330。在这种情况下，毫微线330可以是如上所述的P型毫微线或N型毫微线。这些毫微线330以漂浮状态在不规则方向上排列在溶液351上。
如果在这种情形下，使用对齐棒352把溶液351表面上的毫微线330推向一侧，毫微线330被推向对齐棒352并且集中在一侧。由于毫微线一般直径或厚度约为30nm并且长度为40-50.m，因此它们的纵横比非常高。因此，集中的毫微线330约在一个方向上对齐，并且对齐方向平行于毫微线330的纵向。
如果在这种情形下，如图9B中所示，把薄膜310连续地提供在储水器350内，并且同时把毫微线330粘附在薄膜310的表面上，可以制造图8和图10中所示的施主薄片300。换句话说，把多个滚筒353安装在储水器350内，薄膜310使用滚筒353贯穿储水器350。在这种情况下，如图8中所示，薄膜310由底膜312和形成在底膜312上的LTHC层314构成。薄膜310允许LTHC层314贯穿储水器350，以便毫微线330粘结到LTHC层314，并且LTHC层314放置在毫微线330的方向上。
当毫微线330通过储水器350粘结到LTHC层314时，由于毫微线330集中在储水器350的一侧，因此它们大约在一个方向上对齐。即使这些毫微线330粘结到薄膜310的LTHC层314，仍能保持它们的对齐状态。干燥对齐毫微线330的薄膜310，并且切割成预定长度，如图10中所示，可以制造使毫微线330在一个方向上对齐的施主薄片300。
在制造施主薄片300的方法中，由于按照直线把薄膜310提供给储水器350，因此可以执行卷对卷(Roll-to-Roll)处理，然后，可以制造许多施主薄片300。结果，可以提高生产率。
如图7A中所示，施主薄片300位于形成缓冲层110的衬底100上。如图7B中所示，施主薄片300和衬底100彼此叠压并且彼此临时粘接在一起。如果在这种情形下，激光束发射到形成图案的预定部分上，施主薄片300和衬底100彼此分开，如图7C中所示，预定图案形成在衬底100上。因此，如图5中所示，可以形成P型毫微层125和N型毫微层126之一。如果在对齐另一形状的毫微线的施主薄片被转移一行的情形下执行激光形成图案，可以形成另一毫微层。这样，如图5中所示，沿着毫微粒子120形成毫微层125和126，进行图案化以形成图4中所示的有源层图案，并且通过执行后续程序，例如制造TFT的程序和制造OLED的程序，如图3中所示，可以制造OLED显示器。可以使用一般转移方法，即通过给形成在施主薄膜内的预定图案施加压力在衬底上形成图案，也可使用LITI方法。
如图5中所示，沿着毫微线120形成毫微层125和126，并且进行图案化，从而形成图4中所示的有源层。然而，本发明不局限于此，并且可以将图4中所示的有源层图案化，而不形成图5中所示的毫微层125和126。
也就是，在图6A和图6B所示的方法中，把压印线230形成图案，其大小相当于有源层，从而只在部分压印线230内形成毫微层，即使在喷墨印刷方法中，喷嘴也沿着相应毫微粒子线移动，从而只在部分预定有源层内形成毫微层。另外，即使在包括图7A-7C所示LITI方法的转移方法中，也可只在部分相应有源层内形成毫微层，从而形成有源层。
如图4和图5中所示，P型毫微粒子线120a和N型毫微粒子线120b可以交替排列成彼此平行。另外，如图11中所示，P型毫微粒子线120a和N型毫微粒子线120b可以排列成彼此交叉。在这种情况下，驱动TFT的有源层121可以是P型，而开关TFT的有源层122可以是N型，但不局限于此，可以根据单位像素的选择驱动电路的设计而变化。
如上所述，布置在发射区10和非发射区20内的TFT中的同类型TFT以这样的方式布置，即至少它们的沟道区的纵向彼此平行。也就是，如图4中所示，可以把驱动TFT 11的有源层121和CMOS TFT 21的P型TFT 23的有源层124排列和安置成彼此平行，有源层124是P型TFT 23的有源层，开关TFT 12的有源层122和CMOS TFT 21的N型TFT 22的有源层123排列和安置成彼此平行，有源层123是N型TFT 22的有源层。另外，如图11中所示，P型和N型可以排列和安置成彼此交叉。
即使当P型毫微粒子线120a和N型毫微粒子线120b排列和安置成彼此交叉时，也可以使用上述方法。也就是，在图6A和图6B所示的方法中，在压印线230内执行图案化，从而只在部分压印线230内形成毫微层。
即使在喷墨印刷方法中，喷嘴也沿着相应毫微粒子线移动，从而只在部分预定有源层内形成毫微层。另外，即使在包括图7A-7C所示LITI方法的转移方法中，只在部分相应有源层内形成毫微层，从而形成有源层。
本发明不局限于OLED显示器，而是可以应用于具有TFT的各种平板显示器，例如液晶显示器(LCD)、无机发光二极管、以及LED。
如上所述，本发明具有下列效果。第一，通过在TFT的沟道内使用毫微粒子，在室温或低温下可以制造TFT，包括TFT的平板显示器，尤其是有机发光二极管(OLED)显示器。第二，结果，具有低耐热性的塑料材料可以用在平板显示器内，尤其是OLED显示器内。因此，本发明更有利于制造柔性平板显示器。第三，使用排列在纵向上的毫微粒子来形成沟道，以便可以进一步提高灵活性。
虽然已经参考本发明的实施例对本发明进行了具体图示和描述，但本领域普通技术人员将能理解，其中可以进行各种形式和细节变化而不脱离由下列权利要求所定义的本发明的本质和范围。

Claims (26)

1、一种薄膜晶体管，包括沟道区，所述沟道区包括纵向排列在衬底上的P型毫微粒子和/或N型毫微粒子，所述P型和/或N型毫微粒子的纵向方向平行于在衬底上隔开的P型或N型毫微粒子线。
2、如权利要求1所述的薄膜晶体管，所述P型和/或N型毫微粒子用在所述沟道区内，并且从由毫微线、毫微棒和毫微带构成的组中选择。
3、如权利要求1所述的薄膜晶体管，所述P型和/或N型毫微粒子是条形，所述衬底是柔性的。
4、一种装置，包括：
排列在衬底上的P型薄膜晶体管，所述P型薄膜晶体管包括沟道区，所述沟道区包括纵向排列的P型毫微粒子；以及
排列在衬底上的N型薄膜晶体管，所述N型薄膜晶体管包括沟道区，所述沟道区包括纵向排列的N型毫微粒子，其中所述P型毫微粒子和N型毫微粒子各自的纵向方向平行于在衬底上隔开的各个P型和N型毫微粒子线。
5、如权利要求4所述的装置，所述P型毫微粒子线和N型毫微粒子线排列成彼此平行，所述衬底和所述装置是柔性的。
6、如权利要求4所述的装置，所述P型毫微粒子线和N型毫微粒子线排列成彼此交叉。
7、如权利要求4所述的装置，所述P型和N型毫微粒子之一从由毫微线、毫微棒和毫微带构成的组中选择。
8、如权利要求4所述的装置，所述P型和N型毫微粒子线之一是条形。
9、一种平板显示器，包括：
衬底；
发射区，所述发射区包括排列在所述衬底上的多个像素；以及
排列在各个像素内的多个选择驱动电路，每个选择驱动电路包括薄膜晶体管，其中所述薄膜晶体管包括沟道区，所述沟道区包括纵向排列的毫微粒子，所述毫微粒子的纵向方向平行于在所述衬底上隔开的毫微粒子线。
10、如权利要求9所述的平板显示器，其中所述毫微粒子线包括P型毫微粒子线和N型毫微粒子线，所述P型和N型毫微粒子线分别排列成彼此平行，每个选择驱动电路的薄膜晶体管的毫微粒子是P型毫微粒子和N型毫微粒子之一，沿着所述P型毫微粒子线和N型毫微粒子线分别排列所述P型毫微粒子和N型毫微粒子。
11、如权利要求10所述的平板显示器，其中所述P型毫微粒子线和N型毫微粒子线排列成彼此平行。
12、如权利要求11所述的平板显示器，其中所述P型毫微粒子线和N型毫微粒子线交替排列。
13、如权利要求10所述的平板显示器，其中所述P型毫微粒子线和N型毫微粒子线排列成彼此交叉。
14、如权利要求9所述的平板显示器，还包括连接到所述选择驱动电路的CMOS薄膜晶体管，所述CMOS薄膜晶体管包括：
排列在所述衬底上的P型薄膜晶体管，所述P型薄膜晶体管包括沟道区，所述沟道区包括纵向排列的P型毫微粒子；以及
排列在所述衬底上的N型薄膜晶体管，所述N型薄膜晶体管包括沟道区，所述沟道区包括纵向排列的N型毫微粒子，所述P型毫微粒子和N型毫微粒子各自的纵向方向平行于在所述衬底上隔开的各个P型和N型毫微粒子线。
15、如权利要求14所述的平板显示器，其中所述P型毫微粒子线和N型毫微粒子线排列成彼此平行。
16、如权利要求15所述的平板显示器，其中所述P型毫微粒子线和N型毫微粒子线交替排列。
17、如权利要求14所述的平板显示器，其中所述P型毫微粒子线和N型毫微粒子线排列成彼此交叉。
18、如权利要求9所述的平板显示器，还包括排列在每个像素内的有机发光二极管，所述有机发光二极管电连接到所述选择驱动电路。
19、如权利要求9所述的平板显示器，至少所述P型或N型毫微粒子之一从由毫微线、毫微棒和毫微带构成的组中选择。
20、如权利要求10所述的平板显示器，所述P型毫微粒子线和N型毫微粒子线是条形。
21、一种平板显示器，包括：
发射区，所述发射区包括P型薄膜晶体管和N型薄膜晶体管之一；以及
非发射区，所述非发射区包括P型薄膜晶体管和N型薄膜晶体管之一，所述发射区内的P型薄膜晶体管的沟道区的纵向方向平行于所述非发射区内的P型薄膜晶体管的沟道区，而所述发射区内的N型薄膜晶体管的沟道区的纵向方向平行于所述非发射区内的N型薄膜晶体管的沟道区。
22、如权利要求21所述的平板显示器，所述P型薄膜晶体管的每个沟道区的纵向方向平行于所述N型薄膜晶体管的每个沟道区的纵向方向。
23、如权利要求21所述的平板显示器，所述P型薄膜晶体管的每个沟道区的纵向方向和所述N型薄膜晶体管的每个沟道区的纵向方向彼此交叉。
24、如权利要求21所述的平板显示器，所述每个薄膜晶体管的沟道区包括毫微粒子。
25、如权利要求24所述的平板显示器，所述毫微粒子从由毫微线、毫微棒和毫微带构成的组中选择。
26、如权利要求21所述的平板显示器，所述发射区还包括多个有机发光二极管。
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