[发明专利]有源层、包括其的薄膜晶体管阵列基板以及显示装置

说明书

公开了一种有源层、包括其的薄膜晶体管阵列基板以及显示装置。该薄膜晶体管阵列基板包括：基板；在基板上的栅电极；在栅电极上的栅极绝缘膜；有源层，其位于栅极绝缘膜上并且包括半导体材料和多个碳同素异形体；以及与有源层接触的源电极和漏电极。

技术领域

本公开涉及一种显示装置，更具体地，涉及一种有源层、包括该有源层的薄膜晶体管阵列基板以及显示装置。尽管本公开适用于宽范围的应用，但是其特别适合于通过实施包括碳同素异形体的有源层来改进显示装置的器件特性。

背景技术

随着多媒体的发展，平板显示器(FDP)如今变得越来越重要。与此相伴，各种平板显示器(例如，液晶显示器(LCD)、等离子体显示面板(PDP)、场发射显示器(FED)、有机发光显示器(OLED)等正在投入实际使用。

利用无源矩阵寻址方案或使用薄膜晶体管的有源矩阵寻址方案来对显示装置进行寻址。在无源矩阵寻址方案中，阳极和阴极彼此相交，并且选定的线被寻址。相比之下，在有源矩阵寻址方案中，每个像素电极附接到薄膜晶体管并且被接通或关断。

对于薄膜晶体管，基本特性(例如，电子迁移率和漏电流等)以及确保长寿命所需的耐久性和电可靠性是非常重要的。薄膜晶体管的有源层是非晶硅、多晶硅和氧化物半导体中的一种。非晶硅的主要优点是简化的沉积工艺和低的制造成本，但是其具有0.5cm²/Vs的低电子迁移率。氧化物半导体具有约10⁸的导通/关断比和低的漏电流，但是具有比多晶硅低的10cm²/Vs的电子迁移率。多晶硅具有约100cm²/Vs的高电子迁移率，但是与氧化物半导体相比具有更低的导通/关断比，并且在大面积电子器件中应用多晶硅成本高。在这方面，正在进行研究以改进薄膜晶体管的特性，包括电子迁移率、漏电流和导通/关断比等。

发明内容

本公开的一方面提供一种可以通过包括碳同素异形体来改进器件特性的有源层，包括该有源层的薄膜晶体管阵列基板、以及包括该薄膜晶体管阵列基板的显示装置。

在一个方面，提供了包括半导体材料和多个碳同素异形体的有源层。

有源层包括包含多个碳同素异形体的至少一个碳同素异形体部和包括半导体材料的至少一个半导体材料部。碳同素异形体部和半导体材料部可以以多种方式实现。在一些实施方式中，碳同素异形体部接触半导体材料部。在一些实施方式中，碳同素异形体部和半导体材料部可以形成为一个部件在另一个部件上的层状结构。在一些实施方式中，碳同素异形体部和半导体材料部可以形成为并置结构，在所述并置结构中碳同素异形体部和半导体材料部沿水平方向彼此交替地布置。在一些实施方式中，所述碳同素异形体部和所述半导体材料部各自具有块状形式。在一个具体的实施方式中，碳同素异形体部为邻近半导体材料部的单块。

碳同素异形体部包括通过碳同素异形体中的碳原子之间的化学键合形成的多个畴。

碳同素异形体具有一维或二维结构。

碳同素异形体是还原的石墨烯氧化物(rGO)、未氧化的石墨烯、石墨烯纳米带、碳纳米管及其混合物中的一种。

半导体材料是陶瓷半导体、有机半导体材料、过渡金属硫族化合物材料及其混合物中的一种。

至少一个半导体材料部位于至少沟道中。

至少一个碳同素异形体部位于至少沟道中。

至少一个半导体材料部位于至少两个碳同素异形体部之间。

至少一个碳同素异形体部位于至少两个半导体材料部之间。

在一个方面，提供了一种薄膜晶体管阵列基板，其包括：基板；在基板上的栅电极；在栅电极上的栅极绝缘膜；有源层，其位于栅极绝缘膜上并且包括至少一个半导体材料部和至少一个碳同素异形体部，以及接触有源层的源电极和漏电极。