[发明专利]一种纳米纸衬底薄膜晶体管及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于显示器件技术领域，具体涉及一种纳米纸衬底薄膜晶体管及其制备方法。

背景技术

柔性显示具有广泛的应用前景，例如汽车仪表盘、可穿戴的腕表和可卷曲的显示屏等。柔性显示需要通过柔性衬底实现弯曲，大部分柔性衬底是塑料，例如PI、PEN和PET等。由于这些塑料衬底难以降解，随着电子器件更新周期不断降低，这些报废的塑料弃物会不断堆积而造成“白色污染”。因此，发展环境友好型的“绿色”电子器件是急需解决的难题。

发明内容

针对现有技术存在的缺点和不足之处，本发明的首要目的在于提供一种纳米纸衬底薄膜晶体管。

本发明的另一目的在于提供上述纳米纸衬底薄膜晶体管的制备方法。

本发明目的通过以下技术方案实现：

一种纳米纸衬底薄膜晶体管，由依次层叠的硬质衬底、纳米纸衬底、缓冲层、栅极、栅极绝缘层、有源层和源/漏电极构成。

优选地，所述纳米纸衬底与缓冲层铺满整个硬质衬底，栅极、栅极绝缘层、有源层和源/漏电极形成一个底栅交错型结构，即栅极下表面、栅极绝缘层外侧两端、源/漏电极外侧两端均与缓冲层连接，有源层设置在栅极绝缘层上层与源/漏电极内侧两端之间。

优选地，所述的硬质衬底是指玻璃衬底。

本发明纳米纸的基本单元是纳米纤维素，非常容易降解，而且具有成本低、透明度好、可再生和高热稳定性等优点，是一种潜在的“绿色”衬底。

优选的，所述缓冲层材料为SiO₂或Al₂O₃。缓冲层目的是阻隔水氧，防止其从纳米纸渗入器件影响性能。

上述纳米纸衬底薄膜晶体管的制备方法，包括如下制备步骤：

(1)在硬质衬底上旋涂质量浓度为0.2％～1.5％的纳米纤维素溶液，通过热风干燥形成纳米纸衬底；

(2)通过射频磁控溅射室温制备一层缓冲层；

(3)通过直流磁控溅射室温制备栅极；

(4)通过射频磁控溅射室温制备栅极绝缘层；

(5)在栅极绝缘层上室温沉积制备有源层；

(6)通过真空蒸发镀膜室温制备源/漏电极。

本发明的制备方法及所得薄膜晶体管具有如下优点及有益效果：

(1)本发明所有薄膜晶体管部分均采用真空沉积技术制备，且在室温下制备，无需热处理；能够很好地与产业应用相兼容，同时简化制备条件。

(2)本发明的薄膜晶体管采用纳米纸衬底，纳米纸具有容易降解、成本低、透明度好和可再生等特点，是非常环保的绿色衬底。纳米纸衬底薄膜晶体管能够在室温下制备，不需要热处理，具有高的迁移率，能够满足目前显示面板的要求。

(3)本发明的薄膜晶体管具有高迁移率、高稳定性的优点。

附图说明

图1是本发明实施例的纳米纸衬底薄膜晶体管的结构示意图，其中编号说明如下：01-玻璃衬底，02-纳米纸衬底，03-缓冲层，04-栅极，05-栅极绝缘层，06-有源层，07-源/漏电极。

图2和图3分别是本发明实施例的纳米纸衬底薄膜晶体管的输出特性曲线图和转移特性曲线图。

具体实施方式

下面结合实施例及附图对本发明作进一步详细的描述，但本发明的实施方式不限于此。

实施例

本实施例的一种纳米纸衬底薄膜晶体管，其结构示意图如图1所示，由依次层叠的玻璃衬底01、纳米纸衬底02、缓冲层03、栅极04、栅极绝缘层05、有源层06和源/漏电极07构成。图中纳米纸衬底02和缓冲层03不需要图形化，直接铺满整个玻璃衬底。其它部分如栅极04、栅极绝缘层05、有源层06和源/漏电极07均通过金属掩模板进行图形化，使其形成一个底栅交错型结构，即先沉积栅极，而有源层在栅极绝缘层和源/漏之间。

本实施例的纳米纸衬底薄膜晶体管通过如下方法制备：

(1)在玻璃衬底上旋涂质量浓度为0.2％～1.5％的纳米纤维素溶液，通过热风干燥形成纳米纸衬底；

(2)在室温下射频磁控溅射沉积SiO₂缓冲层，阻隔水氧从纳米纸基渗透器件；

(3)在室温下直流磁控溅射沉积Al栅极；

(4)在室温下射频溅射沉积Al₂O₃栅极绝缘层；