CN107275345A - 显示基板、显示装置及显示基板的制作方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种显示基板、显示装置及显示基板的制作方法,以提高薄膜晶体管的性能,提高显示品质。显示基板包括薄膜晶体管,薄膜晶体管包括:有源层,包括第一区域、第二区域和沟道区;第一导电连接部和第二导电连接部,设置于有源层远离衬底基板的一侧,间隔设置并分别覆盖第一区域和第二区域;绝缘层,设置于第一导电连接部和第二导电连接部远离有源层的一侧,具有与沟道区位置相对的盲孔、通向第一导电连接部的第一通孔,以及通向第二导电连接部的第二通孔;栅极、源极和漏极,设置于绝缘层远离第一导电连接部和第二导电连接部的一侧,栅极位于盲孔内,源极穿过第一通孔与第一导电连接部连接,漏极穿过第二通孔与第二导电连接部连接。
Description
技术领域
本发明涉及显示技术领域,特别是涉及一种显示基板、显示装置及显示基板的制作方法。
背景技术
薄膜晶体管(Thin Film Transistor,简称TFT)是场效应晶体管的种类之一,主要应用于平板显示装置中。
薄膜晶体管液晶显示器(Thin Film Transistor Liquid Crystal Display,简称TFT-LCD)具有体积小、功耗低、制造成本相对较低和无辐射等特点,在当前的平板显示器市场占据了主导地位。
有源矩阵有机发光二极管(Active Matrix Organic Light Emitting Diode,简称AMOLED)显示技术被称为新一代显示技术,其采用独立的TFT去控制每个发光单元,每个发光单元皆可以连续且独立的驱动发光。相比传统的TFT-LCD,AMOLED显示装置具有画面切换快、视角宽、发光效率高、对比度高、可柔性和超薄显示等优势。
上述显示装置的显示基板上的TFT通常包括顶栅和底栅两种类型。如图1所示,现有一种顶栅型TFT包括:在衬底基板10上依次设置的有源层01、第一绝缘层02、栅极03、第二绝缘层04和源漏极层,源漏极层的源极05和漏极06分别穿过第二绝缘层04上的通孔与有源层01连接。有源层01包括沟道区011和导电区012a、012b,其中,沟道区011与栅极03正对,需要处于半导体态,因此要求电阻相对较高,即需要载流子浓度相对较低;导电区012a、012b分别与源极05和漏极06连接,需要处于导体态,因此要求电阻相对较低,即需要载流子浓度相对较高。
可见,沟道区011和导电区012a、012b的电阻是影响TFT性能的关键因素,如何提高TFT的性能,从而提高显示装置的产品品质,是本发明亟待解决的技术问题。
发明内容
本发明实施例的目的是提供一种显示基板、显示装置及显示基板的制作方法,以提高TFT的性能,从而提高显示装置的产品品质。
本发明实施例所提供的显示基板,包括衬底基板以及设置于所述衬底基板上的TFT,所述TFT包括:
有源层,包括第一区域、第二区域以及位于所述第一区域和所述第二区域之间的沟道区;
第一导电连接部和第二导电连接部,设置于所述有源层远离所述衬底基板的一侧,所述第一导电连接部和所述第二导电连接部间隔设置并分别覆盖所述第一区域和所述第二区域;
绝缘层,设置于所述第一导电连接部和所述第二导电连接部远离所述有源层的一侧,所述绝缘层具有与所述沟道区位置相对的盲孔、通向所述第一导电连接部的第一通孔,以及通向所述第二导电连接部的第二通孔;
栅极、源极和漏极,设置于所述绝缘层远离所述第一导电连接部和所述第二导电连接部的一侧,所述栅极位于所述盲孔内,所述源极穿过所述第一通孔与所述第一导电连接部连接,所述漏极穿过所述第二通孔与所述第二导电连接部连接。
在本发明实施例技术方案中,有源层可采用电阻较高、载流子浓度较低的材质,从而满足对沟道区的半导体态需求;第一导电连接部和第二导电连接部采用电阻较低的金属材质,源极和漏极分别通过第一导电连接部和第二导电连接部与有源层的沟道区导电连接,从而满足沟道区与源极和漏极的导电需求。阵列基板采用上述结构设计,TFT的性能较佳,从而可以提高显示装置的产品品质。采用该设计,有源层无需分区域调整电阻,因此不需要采用等离子体轰击的方式来处理有源层,从而可以避免等离子体轰击对TFT器件结构和性能造成的损害。此外,该结构的TFT仅采用一层绝缘层,不但减少了膜层沉积工序,而且栅极、源极和漏极可以通过同一次构图工艺形成。从而大大降低了显示基板的制作成本。
可选的,所述有源层的材质包括氧化物半导体。氧化物半导体具有迁移率高、亚阈值摆幅较小、关态电流低、可在室温下制备,以及可用于大面积显示等优点。
可选的,所述有源层的材质包括铟镓锌氧化物IGZO。
较佳的,所述第一导电连接部和所述第二导电连接部与所述沟道区具有重叠。这样不但可以降低工艺管控难度,而且可以使第一导电连接部和第二导电连接部与沟道区实现可靠的导电连接。
优选的,所述第一导电连接部和所述第二导电连接部与所述沟道区的重叠宽度为0.1~1μm。
较佳的,所述盲孔的深度h与所述绝缘层的厚度c满足:h/c=20%~80%。
本发明实施例还提供一种显示装置,包括前述任一技术方案所述的显示基板。由于显示基板的TFT性能较佳,因此,显示装置具有较佳的产品品质。
本发明实施例还提供一种显示基板的制作方法,包括如下步骤:
在衬底基板上形成有源层,所述有源层包括第一区域、第二区域以及位于所述第一区域和所述第二区域之间的沟道区;
在所述有源层远离所述衬底基板的一侧,形成间隔设置且分别覆盖所述第一区域和所述第二区域的第一导电连接部和第二导电连接部;
在所述第一导电连接部和所述第二导电连接部远离所述有源层的一侧形成绝缘层,所述绝缘层具有与所述沟道区位置相对的盲孔、通向所述第一导电连接部的第一通孔,以及通向所述第二导电连接部的第二通孔;
在所述绝缘层远离所述第一导电连接部和所述第二导电连接部的一侧,形成位于所述盲孔内的栅极、穿过所述第一通孔与所述第一导电连接部连接的源极,以及穿过所述第二通孔与所述第二导电连接部连接的漏极。
采用本发明实施例方法制作显示基板,有源层可采用电阻较高、载流子浓度较低的材质,从而满足对沟道区的半导体态需求;第一导电连接部和第二导电连接部采用电阻较低的金属材质,源极和漏极分别通过第一导电连接部和第二导电连接部与有源层的沟道区导电连接,从而满足沟道区与源极和漏极的导电需求。显示基板的TFT的性能较佳,从而可以提高显示装置的产品品质。
较佳的,所述在所述第一导电连接部和所述第二导电连接部远离所述有源层的一侧形成绝缘层,包括:
在所述第一导电连接部和所述第二导电连接部远离所述有源层的一侧,依次形成绝缘层覆膜和光刻胶覆膜;
通过掩模板对所述光刻胶覆膜进行曝光,使所述光刻胶覆膜对应所述第一通孔和所述第二通孔的区域完全曝光,对应所述盲孔的区域部分曝光;
对曝光后的所述光刻胶覆膜进行显影,使所述光刻胶覆膜对应所述第一通孔和所述第二通孔的区域形成显影通孔,对应所述盲孔的区域形成显影盲孔;
通过所述显影通孔和所述显影盲孔对所述绝缘层覆膜进行刻蚀,形成具有所述第一通孔、所述第二通孔和所述盲孔的所述绝缘层;
去除所述绝缘层上残留的所述光刻胶覆膜。
可选的,所述掩模板对应所述盲孔的区域为具有双缝干涉结构的灰色调掩模区域;或者,所述掩模板对应所述盲孔的区域为具有半透膜结构的半色调掩模区域。
较佳的,所述盲孔的深度h与所述绝缘层的厚度c满足:h/c=20%~80%。
可选的,所述有源层的材质包括氧化物半导体。
可选的,所述有源层的材质包括铟镓锌氧化物IGZO。
可选的,所述栅极、所述源极和所述漏极通过一次构图工艺形成;或者,所述栅极通过一次构图工艺形成,所述源极和所述漏极通过另一次构图工艺形成。
附图说明
图1为现有显示基板的顶栅型TFT示意图;
图2为本发明一实施例显示基板的TFT示意图;
图3为本发明一实施例显示装置示意图;
图4为本发明一实施例显示基板的制作方法流程图;
图5为本发明一实施例显示基板的制作流程示意图;
图6为本发明一实施例中绝缘层的制作方法流程图;
图7为本发明一实施例中绝缘层的制作流程示意图。
附图标记:
现有技术部分:
10-衬底基板;01-有源层;02-第一绝缘层;03-栅极;04-第二绝缘层;
05-源极;06-漏极;011-沟道区;012a、012b-导电区。
本发明实施例部分:
100-衬底基板;1-有源层;11-沟道区;12a-第一区域;12b-第二区域;
4a-第一导电连接部;4b-第二导电连接部;2-绝缘层;21-盲孔;
22a-第一通孔;22b-第二通孔;3-栅极;5-源极;6-漏极;20-绝缘层覆膜;
7-光刻胶覆膜;8-掩模板;71-显影盲孔;72a、72b-显影通孔;
200-显示基板。
具体实施方式
为提高TFT的性能,从而提高显示装置的产品品质,本发明实施例提供了一种显示基板、显示装置及显示基板的制作方法。为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚,以下举实施例对本发明作进一步详细说明。
如图2所示,本发明实施例提供的显示基板,包括衬底基板100以及设置于衬底基板100上的TFT,TFT包括:
有源层1,包括第一区域12a、第二区域12b以及位于第一区域12a和第二区域12b之间的沟道区11;
第一导电连接部4a和第二导电连接部4b,设置于有源层1远离衬底基板100的一侧,第一导电连接部4a和第二导电连接部4b间隔设置并分别覆盖第一区域12a和第二区域12b;
绝缘层2,设置于第一导电连接部4a和第二导电连接部4b远离有源层1的一侧,绝缘层2具有与沟道区11位置相对的盲孔21、通向第一导电连接部4a的第一通孔22a,以及通向第二导电连接部4b的第二通孔22b;
栅极3、源极5和漏极6,设置于绝缘层2远离第一导电连接部4a和第二导电连接部4b的一侧,栅极3位于盲孔21内,源极5穿过第一通孔22a与第一导电连接部4a连接,漏极6穿过第二通孔22b与第二导电连接部4b连接。
上述显示基板的具体类型不限,例如可以为TFT-LCD显示基板、AMOLED显示基板,或者其它包含TFT的显示基板等。
上述实施例中,衬底基板100的具体材质不限,例如可以采用玻璃、树脂,或塑料等。栅极3、源极5、漏极6、第一导电连接部4a和第二导电连接部4b的具体材质不限,例如可以包括铝Al、银Al、铜Cu、钼Mo,或铬Cr等。绝缘层2的具体材质不限,例如可以采用氮化硅SiNx或二氧化硅SiO2等。
上述实施例中,有源层1的具体材质不限,例如可以采用非晶硅、多晶硅或氧化物半导体等。优选采用氧化物半导体材质,包括但不限于铟镓锌氧化物IGZO、氧化锌ZnO或氮氧化锌ZnON等。氧化物半导体用作TFT的有源层1,具有迁移率高、亚阈值摆幅较小、关态电流低、可在室温下制备,以及可用于大面积显示等优点。
在本发明实施例技术方案中,有源层1可采用电阻较高、载流子浓度较低的材质,从而满足对沟道区11的半导体态需求;第一导电连接部4a和第二导电连接部4b采用电阻较低的金属材质,源极5和漏极6分别通过第一导电连接部4a和第二导电连接部4b与有源层1的沟道区11导电连接,从而满足沟道区11与源极5和漏极6的导电需求。阵列基板采用上述结构设计,TFT的性能较佳,从而可以提高显示装置的产品品质。
根据背景技术,如图1所示,有源层01的沟道区011和导电区012a、012b的电阻是影响TFT性能的关键因素。由于氧化物半导体的制作特点,现有技术一般采用等离子体轰击的方式来调整氧化物半导体作为有源层01的电阻。具体的,在有源层01的图案刻蚀完成后,在第一绝缘层02和栅极03的图案制作之前,采用一氧化二氮N2O或氧气O2等离子体轰击基板,从而整体增加有源层01的电阻;在第一绝缘层02和栅极03的图案制作之后,采用氦气He或氩气Ar等离子体轰击基板,由于有源层01的导电区012a、012b被第一绝缘层02和栅极03遮挡,因此,轰击只对有源层01的导电区012a、012b起作用,从而使导电区012a、012b的电阻降低。然而,对有源层01进行等离子体轰击,会破坏其表面结构,致使表面凸凹不平,进而导致有源层01的载流子迁移率降低;有源层01的载流子浓度不均匀,导电区012a、012b的载流子会向沟道区011扩散,从而导致TFT性能不稳定,甚至无法导通;此外,有源层01、第一绝缘层02、栅极03、第二绝缘层04和源漏极层的制作需要分别采用一次构图工艺形成,制作成本较高。
而采用本发明实施例技术方案,有源层1无需分区域调整电阻,因此也就不需要采用等离子体轰击的方式来处理有源层1,从而可以避免等离子体轰击对TFT器件结构和性能造成的损害,提高了产品品质。该结构的TFT仅采用一层绝缘层2,相比现有技术,不但减少了一次绝缘层膜层沉积工序,而且还减少了一次绝缘层刻蚀工序,从而降低了制作成本。此外,栅极3、源极5和漏极6可以通过同一次构图工艺形成,相比现有技术可以减少一次金属膜层沉积工序以及一次金属刻蚀工序,从而进一步简化了工艺,降低了显示基板的制作成本。
请参考图2所示,该实施例中,第一导电连接部4a和第二导电连接部4b与沟道区11具有重叠。这样不但可以降低工艺管控难度,而且可以使第一导电连接部4a和第二导电连接部4b与沟道区11实现可靠的导电连接。综合考虑上述因素后,第一导电连接部4a和第二导电连接部4b与沟道区11的重叠宽度t优选设计为0.1~1μm,从而在满足有源层1电学性能的前提下,降低第一导电连接部4a和第二导电连接部4b的工艺管控难度,从而降低制作成本。
该实施例中,盲孔21的深度h与绝缘层2的厚度c满足:h/c=20%~80%。这样,便于盲孔21的制作,有利于提高盲孔21的制作精度。
如图3所示,本发明实施例还提供一种显示装置,包括前述任一技术方案的显示基板200。由于显示基板200的TFT性能较佳,因此,显示装置具有较佳的产品品质。显示装置的具体类型不限,例如,可以为TFT-LCD显示装置、AMOLED显示装置等等。显示装置的具体产品类型不限,例如,可以为显示器、显示屏、平板电视等等。
如图4和图5所示,本发明实施例还提供一种显示基板的制作方法,包括如下步骤:
步骤S1、在衬底基板100上形成有源层1,有源层1包括第一区域、第二区域以及位于第一区域和第二区域之间的沟道区;
步骤S2、在有源层1远离衬底基板100的一侧,形成间隔设置且分别覆盖第一区域和第二区域的第一导电连接部4a和第二导电连接部4b;
步骤S3、在第一导电连接部4a和第二导电连接部4b远离有源层1的一侧形成绝缘层2,绝缘层2具有与沟道区位置相对的盲孔21、通向第一导电连接部4a的第一通孔22a,以及通向第二导电连接部4b的第二通孔22b;
步骤S4、在绝缘层2远离第一导电连接部4a和第二导电连接部4b的一侧,形成位于盲孔内的栅极3、穿过第一通孔与第一导电连接部4a连接的源极5,以及穿过第二通孔与第二导电连接部4b连接的漏极6。
为简化制作工艺,栅极3、源极5和漏极6可以通过一次构图工艺形成。此外,也可以是栅极3通过一次构图工艺形成,源极5和漏极6通过另一次构图工艺形成。
采用本发明实施例方法制作显示基板,有源层1可采用电阻较高、载流子浓度较低的材质,从而满足对沟道区的半导体态需求;第一导电连接部4a和第二导电连接部4b采用电阻较低的金属材质,源极5和漏极6分别通过第一导电连接部4a和第二导电连接部4b与有源层1的沟道区导电连接,从而满足沟道区与源极5和漏极6的导电需求。显示基板的TFT的性能较佳,从而可以提高显示装置的产品品质。
其中,有源层1的材质不限,可以为氧化物半导体。具体的,有源层1的材质可以为铟镓锌氧化物IGZO、氧化锌ZnO或氮氧化锌ZnON等。
当有源层1的材质为氧化物半导体时,步骤S1还可包括:对有源层1进行退火处理。对有源层1进行退火处理可以增加有源层1的氧含量,从而降低沟道区的载流子浓度。
此外,步骤S2还可包括:对第一导电连接部4a和第二导电连接部4b进行退火处理。这样可以使第一导电连接部4a和第二导电连接部4b与有源层1的连接更加紧密,从而降低接触电阻,提升第一导电连接部4a和第二导电连接部4b的导电性能。这些工艺处理都可以进一步改善TFT的特性,从而进一步提升产品品质。
如图6和图7所示,上述方法实施例中,步骤S3,可具体包括:
步骤S31、在第一导电连接部4a和第二导电连接部4b远离有源层1的一侧,依次形成绝缘层覆膜20和光刻胶覆膜7;
步骤S32、通过掩模板8对光刻胶覆膜7进行曝光,使光刻胶覆膜7对应第一通孔和第二通孔的区域完全曝光,对应盲孔的区域部分曝光;
步骤S33、对曝光后的光刻胶覆膜7进行显影,使光刻胶覆膜7对应第一通孔和第二通孔的区域分别形成显影通孔72a、72b,对应盲孔的区域形成显影盲孔71;
步骤S34、通过显影通孔72a、72b和显影盲孔71对绝缘层覆膜20进行刻蚀,形成具有第一通孔22a、第二通孔22b和盲孔21的绝缘层2;
步骤S35、去除绝缘层2上残留的光刻胶覆膜7。
其中,步骤S32中的掩模板8,其对应盲孔的区域可以为具有双缝干涉结构的灰色调掩模区域(Gray Tone),也可以为具有半透膜结构的半色调掩模区域(Half Tone)。灰色调掩模技术的原理是,利用双缝干涉减弱透过光的光强,从而使对应区域的光刻胶部分曝光。半色调掩模技术的原理是,利用半透膜结构使光部分透过,从而使对应区域的光刻胶部分曝光。
较佳的,盲孔的深度h与绝缘层的厚度c满足:h/c=20%~80%。可以通过调整掩模板8的灰色调掩模区域或半色调掩模区域的结构来调整曝光量,从而便于盲孔制作,提高盲孔制作精度。
显然,本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样,倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内,则本发明也意图包含这些改动和变型在内。
Claims (14)
1.一种显示基板,包括衬底基板以及设置于所述衬底基板上的薄膜晶体管,其特征在于,所述薄膜晶体管包括:
有源层,包括第一区域、第二区域以及位于所述第一区域和所述第二区域之间的沟道区;
第一导电连接部和第二导电连接部,设置于所述有源层远离所述衬底基板的一侧,所述第一导电连接部和所述第二导电连接部间隔设置并分别覆盖所述第一区域和所述第二区域;
绝缘层,设置于所述第一导电连接部和所述第二导电连接部远离所述有源层的一侧,所述绝缘层具有与所述沟道区位置相对的盲孔、通向所述第一导电连接部的第一通孔,以及通向所述第二导电连接部的第二通孔;
栅极、源极和漏极,设置于所述绝缘层远离所述第一导电连接部和所述第二导电连接部的一侧,所述栅极位于所述盲孔内,所述源极穿过所述第一通孔与所述第一导电连接部连接,所述漏极穿过所述第二通孔与所述第二导电连接部连接。
2.如权利要求1所述的显示基板,其特征在于,所述有源层的材质包括氧化物半导体。
3.如权利要求2所述的显示基板,其特征在于,所述有源层的材质包括铟镓锌氧化物IGZO。
4.如权利要求1所述的显示基板,其特征在于,所述第一导电连接部和所述第二导电连接部与所述沟道区具有重叠。
5.如权利要求4所述的显示基板,其特征在于,所述第一导电连接部和所述第二导电连接部与所述沟道区的重叠宽度为0.1~1μm。
6.如权利要求1所述的显示基板,其特征在于,所述盲孔的深度h与所述绝缘层的厚度c满足:h/c=20%~80%。
7.一种显示装置,其特征在于,包括如权利要求1~6任一项所述的显示基板。
8.一种显示基板的制作方法,其特征在于,包括如下步骤:
在衬底基板上形成有源层,所述有源层包括第一区域、第二区域以及位于所述第一区域和所述第二区域之间的沟道区;
在所述有源层远离所述衬底基板的一侧,形成间隔设置且分别覆盖所述第一区域和所述第二区域的第一导电连接部和第二导电连接部;
在所述第一导电连接部和所述第二导电连接部远离所述有源层的一侧形成绝缘层,所述绝缘层具有与所述沟道区位置相对的盲孔、通向所述第一导电连接部的第一通孔,以及通向所述第二导电连接部的第二通孔;
在所述绝缘层远离所述第一导电连接部和所述第二导电连接部的一侧,形成位于所述盲孔内的栅极、穿过所述第一通孔与所述第一导电连接部连接的源极,以及穿过所述第二通孔与所述第二导电连接部连接的漏极。
9.如权利要求8所述的制作方法,其特征在于,所述在所述第一导电连接部和所述第二导电连接部远离所述有源层的一侧形成绝缘层,包括:
在所述第一导电连接部和所述第二导电连接部远离所述有源层的一侧,依次形成绝缘层覆膜和光刻胶覆膜;
通过掩模板对所述光刻胶覆膜进行曝光,使所述光刻胶覆膜对应所述第一通孔和所述第二通孔的区域完全曝光,对应所述盲孔的区域部分曝光;
对曝光后的所述光刻胶覆膜进行显影,使所述光刻胶覆膜对应所述第一通孔和所述第二通孔的区域形成显影通孔,对应所述盲孔的区域形成显影盲孔;
通过所述显影通孔和所述显影盲孔对所述绝缘层覆膜进行刻蚀,形成具有所述第一通孔、所述第二通孔和所述盲孔的所述绝缘层;
去除所述绝缘层上残留的所述光刻胶覆膜。
10.如权利要求9所述的制作方法,其特征在于,所述掩模板对应所述盲孔的区域为具有双缝干涉结构的灰色调掩模区域;或者,所述掩模板对应所述盲孔的区域为具有半透膜结构的半色调掩模区域。
11.如权利要求8所述的制作方法,其特征在于,所述盲孔的深度h与所述绝缘层的厚度c满足:h/c=20%~80%。
12.如权利要求8所述的制作方法,其特征在于,所述有源层的材质包括氧化物半导体。
13.如权利要求12所述的制作方法,其特征在于,所述有源层的材质包括铟镓锌氧化物IGZO。
14.如权利要求8~13任一项所述的制作方法,其特征在于,
所述栅极、所述源极和所述漏极通过一次构图工艺形成;或者
所述栅极通过一次构图工艺形成,所述源极和所述漏极通过另一次构图工艺形成。
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