CN110071118A - 阵列基板、阵列基板的制备方法及显示装置 - Google Patents
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Abstract
本发明实施例提供一种阵列基板、阵列基板的制备方法及显示装置，阵列基板包括：衬底；栅极层，所述栅极层设置于所述衬底的上方；绝缘层，所述绝缘层设置于所述栅极层的上方；阳极层，所述阳极层设置于所述绝缘层的上方并与所述栅极层相对设置；其中，所述绝缘层内还包括导电聚合物。本发明实施例提供的阵列基板、阵列基板的制备方法及显示装置，能够降低甚至去除阵列基板栅极层和阳极层之间的寄生电容，减小或者避免对屏体电流产生影响，继而提高显示装置的使用寿命。
Description
技术领域
本发明涉及显示技术领域，特别是涉及一种阵列基板、阵列基板的制备方法及显示装置。
背景技术
目前，限制有机发光二极管(Organic Light-Emitting Diode，OLED)与液晶显示屏(Liquid Crystal Display，LCD)等显示装置进行全面性超越的一大因素为显示装置的器件寿命问题。以OLED显示装置为例，影响其寿命的因素主要有OLED材料自身因素、OLED器件结构、封装效果、制程质量、薄膜晶体管(Thin Film Transistor，TFT)的稳定性等。
对于OLED材料自身因素、OLED器件结构、封装效果、制程质量等均具有相应的解决手段，而对于TFT稳定性方面，寄生电容的存在对屏体电流造成的影响业界暂无更好的解决手段，制约对显示装置寿命的提高。
因此，亟需一种新的阵列基板、阵列基板的制备方法及显示装置。
发明内容
本发明实施例提供一种阵列基板、阵列基板的制备方法及显示装置，能够降低绝缘层的介电常数，进而降低甚至去除栅极层和阳极层之间的寄生电容，减小或者避免对屏体电流产生影响，继而提高显示装置的使用寿命。
一方面，根据本发明实施例提出了一种阵列基板，包括：衬底；栅极层，所述栅极层设置于所述衬底的上方；绝缘层，所述绝缘层设置于所述栅极层的上方；阳极层，所述阳极层设置于所述绝缘层的上方并与所述栅极层相对设置；其中，所述绝缘层内还包括导电聚合物。
根据本发明实施例的一个方面，所述导电聚合物包括聚酰胺、聚噻吩、聚苯胺、聚吡咯以及聚乙烯二氧噻吩中的至少一种。
根据本发明实施例的一个方面，所述绝缘层的介电常数为2.2～3.6，优选的，所述绝缘层的介电常数为2.8～3.0。
根据本发明实施例的一个方面，所述绝缘层还包括分散剂，所述导电聚合物通过所述分散剂均匀分散在所述绝缘层内。
根据本发明实施例的一个方面，所述分散剂为聚酰亚胺、酚醛树酯以及环氧树脂中的至少一种。
根据本发明实施例的一个方面，所述导电聚合物在所述绝缘层中的重量百分比为0.1％～3％，所述分散剂在所述绝缘层中的重量百分比为0.1％～2％。
根据本发明实施例的一个方面，所述绝缘层包括平坦化层和/或层间绝缘层。
另一方面，根据本发明实施例提出了一种阵列基板的制备方法，包括如下步骤：
在衬底上方形成栅极层；
在所述栅极层上形成层间绝缘层；
在所述层间绝缘层上形成源漏电极层；
在所述源漏电极层上形成平坦化层；
在所述平坦化层上形成与所述栅极层相对设置的阳极层；
其中，所述层间绝缘层及所述平坦化层的至少一者包括有机物以及导电聚合物；或者，所述层间绝缘层及所述平坦化层的至少一者包括有机物、导电聚合物和分散剂。
根据本发明实施例的另一个方面，所述层间绝缘层及所述平坦化层的至少一者包括有机物以及导电聚合物，所述制备方法还包括，将所述有机物以及所述导电聚合物混合形成混合液体，并对所述混合液体进行超声波分散或者震动分散1h～2h；或者，所述层间绝缘层及所述平坦化层的至少一者包括有机物、导电聚合物和分散剂，所述制备方法还包括，将所述有机物、所述导电聚合物及所述分散剂混合形成混合液体，并对所述混合液体进行超声波分散或者震动分散1h～2h。
又一个方面，根据本发明实施例一种显示装置，包括上述的阵列基板或上述的阵列基板的制备方法制得的阵列基板。
根据本发明实施例提供的阵列基板、阵列基板的制备方法及显示装置，阵列基板包括衬底、栅极层、绝缘层以及阳极层，由于绝缘层内包括导电聚合物，通过绝缘层能够实现对栅极层的绝缘防护作用，同时，导电聚合物的设置，能够减小绝缘层的介电常数，在保证对栅极层绝缘防护的基础上，能够进一步降低栅极层和阳极层之间的寄生电容，以提高显示装置的使用寿命。
附图说明
下面将参考附图来描述本发明示例性实施例的特征、优点和技术效果。
图1是本发明实施例的阵列基板的局部剖视结构示意图；
图2是本发明实施例的平坦化层与栅极以及阳极的相配合的模型图；
图3是本发明实施例的阵列基板的制备方法的流程示意图。
其中：
10-衬底；
20-晶体管层；210-半导体层；220-栅极层；230-源电极；240-漏电极；
30-平坦化层；
40-阳极层；
50-层间绝缘层；
60-缓冲层。
在附图中，相同的部件使用相同的附图标记。附图并未按照实际的比例绘制。
具体实施方式
下面将详细描述本发明的各个方面的特征和示例性实施例。在下面的详细描述中，提出了许多具体细节，以便提供对本发明的全面理解。但是，对于本领域技术人员来说很明显的是，本发明可以在不需要这些具体细节中的一些细节的情况下实施。下面对实施例的描述仅仅是为了通过示出本发明的示例来提供对本发明的更好的理解。在附图和下面的描述中，至少部分的公知结构和技术没有被示出，以便避免对本发明造成不必要的模糊；并且，为了清晰，可能夸大了部分结构的尺寸。此外，下文中所描述的特征、结构或特性可以以任何合适的方式结合在一个或更多实施例中。
下述描述中出现的方位词均为图中示出的方向，并不是对本发明的阵列基板、阵列基板的制备方法及显示装置的具体结构进行限定。在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以间接相连。对于本领域的普通技术人员而言，可视具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
为了更好地理解本发明，下面结合图1至图3根据本发明实施例的阵列基板、阵列基板的制备方法及显示装置进行详细描述。
请参阅图1，图1示出了本发明实施例的阵列基板的局部剖视结构示意图。
本发明实施例提供一种阵列基板，阵列基板包括衬底10、栅极层220、绝缘层以及阳极层40，栅极层220设置于衬底10的上方，绝缘层设置于栅极层220的上方，绝缘层可以以直接接触的方式设置于栅极层220的上方，也可以间接设置于栅极层220的上方，例如，在栅极层220与绝缘层之间还可以设置其他层结构。阳极层40设置于绝缘层的上方并与栅极层220相对设置，其中，绝缘层包括导电聚合物。
本发明实施例提供的阵列基板，通过在绝缘层内添加导电聚合物，能够降低绝缘层的介电常数，进而降低甚至去除栅极层和阳极层之间的寄生电容，提高薄膜晶体管的稳定性，减小或者避免对屏体电流产生影响，继而提高显示装置的使用寿命。
所谓的介电常数是指，介质在外加电场时会产生感应电荷而削弱电场，介质中的电场减小与原外加电场(真空中)的比值即为相对介电常数(relative permittivity或dielectric constant)，又称诱电率，与频率相关。介电常数是相对介电常数与真空中绝对介电常数乘积。
具体的，衬底10可以由多种材料制成，例如，衬底10可以由玻璃、金属、有机材料或者其他材料形成，可选的，衬底10可以由弯曲的、折叠的或卷曲的材料制成，形成衬底10的柔性材料可为薄玻璃、金属或者塑料，当为塑料时，可以是具有良好的耐热性和耐久性的，例如聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)等塑料材料形成，为了使得衬底10表面平坦化，可以在衬底10上设置有缓冲层60。
在缓冲层60的上方层叠设置有晶体管层20，也可称之为TFT层或者晶体管器件层，晶体管层20包括半导体层210、栅极层220、源电极230以及漏电极240，栅极层220形成在半导体层210上，源电极230以及漏电极240根据施加到栅极层220上的信号而彼此电连接，源电极230以及漏电极240共同形成源漏电极层。在栅极层220上可以形成有层间绝缘层50，源电极230以及漏电极240通过形成在层间绝缘层50上的中相应的接触孔而电连接到半导体层210。
在晶体管层20的上方进一步设置有平坦化层30，平坦化层30形成在晶体管层20的上方，用于对晶体管层20中各层进行防护并且使得晶体管层20远离衬底10的一侧平坦化。阳极层40设置在平坦化层30远离衬底10的一侧并与栅极层220相对设置，阳极层40可以至少部分穿过平坦化层30并连接到源漏电极层的源电极230和漏电极240中的一个。
在一些可选的示例中，本发明的实施例提及的设置栅极层220上方的绝缘层可以有多种情况，绝缘层可以仅包括上述提及的平坦化层30，绝缘层还可以仅包括上述提及的层间绝缘层50，绝缘层还可以同时包括平坦化层30和层间绝缘层50。
为了更好的理解本发明，以下将以设置于栅极层220上方的绝缘层为平坦化层30为例对本发明做进一步介绍。
请一并参阅图2，图2示出了本发明实施例的平坦化层30与栅极层220以及阳极层40的相配合的局部示意图。由于平坦化层30位于阳极层40以及栅极层220之间且不导电，因此，可以将其视为平行板电容器模型，栅极层220和阳极层40之间会产生寄生电容，栅极层220和阳极层40之间的寄生电容大小满足平行板电容器公式，具体参见公式(1)
C＝εA/d(1)
其中，C为栅极层220和阳极层40之间的寄生电容，ε在这里是栅极层220和阳极层40之间的绝缘层即平坦化层30的介电常数，A为平坦化层30面向栅极层220一侧的面积，d为平坦化层30的厚度。
通过公式(1)可知，若平坦化层30中的介电常数越小，则其栅极层220和阳极层40之间的寄生电容越小，相应的，会减小或者避免对屏体电流产生影响，继而提高显示装置的使用寿命。
本发明实施例提供的阵列基板，可知的，平坦化层30主要由有机物构成，由于平坦化层30包括有机物以及与有机物混合设置的导电聚合物，进一步的，平坦化层30的介电常数为2.2～3.6之间的任意数值，包括2.2以及3.6两个端值，在保证降低栅极层和阳极层之间的寄生电容，提高显示装置的使用寿命的基础上，还能够更好的保证对晶体管层20中各层的绝缘防护，并且满足对晶体管层20的平坦化要求。
更为可选的，平坦化层30的介电常数为2.8～3.0之间的任意数值，包括2.8以及3.0两个端值，经过试验测得，平坦化层30采用上述介电常数数值范围，能够使得阵列基板的性能更加优化，能够进一步提高应用本发明实施例的阵列基板的显示装置的寿命。
作为一种可选的实施方式，平坦化层30的有机物可以选用丙烯酸类树脂、聚酰亚胺、环丁烯类树脂的至少一者，上述有机物具有较好的绝缘耐热性能，同时能够提高平坦化层30表面的平坦度。
可选的，平坦化层30的导电聚合物可以包括聚酰胺、聚噻吩、聚苯胺、聚吡咯以及聚乙烯二氧噻吩中的至少一种，导电聚合物采用上述物质，不会影响平坦化层30对晶体管层20中各层进行防护以及平坦化的要求，且能够与有机物更好的结合形成稳定的胶体。更为重要的是，还能够更好的降低平坦化层30的介电常数。
为了使得平坦化层30的导电聚合物能够更加均匀的分散至有机物中，作为一种可选的实施方式，本发明实施例提供的阵列基板的平坦化层30还进一步包括分散剂，导电聚合物通过分散剂能够均匀的分散至有机物中，进而能够使得平坦化层30的介电常数降至3以下，以更好的减小栅极层和阳极层之间的寄生电容，保证显示装置的寿命的稳定性。
作为一种可选的实施方式，分散剂可以包括聚酰亚胺、酚醛树酯以及环氧树脂中的至少一种，当然也可以采用其他物质，只要能够更好的保证将导电聚合物均匀的分散至有机物，同时不与导电聚合物反应，且通过与有机物以及导电聚合物混合后能够形成稳定胶体的均可。
在一些可选的实施例中，平坦化层30主要由有机物构成，有机物在平坦化层30中的重量百分比为95％～97％，导电聚合物在平坦化层30中的重量百分比为0.1％～3％，分散剂在平坦化层30中的重量百分比为0.1％～2％。通过限定有机物、导电聚合物以及分散剂各自在平坦化层30中的所占重量百分比，能够满足降低平坦化层30的介电常数的要求，同时能够实现阳极层40与栅极层220之间的绝缘效果，并且能够保证导电聚合物较好的分散在有机物中，不会产生分散不均结块的风险。
可选的，当有机物在平坦化层30中的重量百分比为96％～97％，导电聚合物在平坦化层30中的重量百分比为1.5％～2.5％，分散剂在平坦化层30中的重量百分比为1.5％～2％时，得到一个最优的介电常数2.85，此时在能保证平坦化层的作用前提下，能最有利于降低寄生电容的值。
可选的，当有机物在平坦化层30中的重量百分比为96％、96.4％、97％，导电聚合物在平坦化层30中的重量百分比为1.8％、2.0％、2.5％，分散剂在平坦化层30中的重量百分比为1.6％、1.8％时，得到一个最优的介电常数2.85，此时在能保证平坦化层的作用前提下，能最有利于降低寄生电容的值，能够更进一步优化平坦化层30的性能，更好地实现对晶体管层20中各层进行防护。
综上，本发明实施例提供的阵列基板，因其包括衬底10、栅极层220、绝缘层以及阳极层40，由于绝缘层为平坦化层30，且平坦化层30内包括导电聚合物，通过绝缘层能够实现对晶体管层20的绝缘防护作用，同时，导电聚合物的设置，能够减小绝缘层的介电常数，在保证降低栅极层和阳极层之间的寄生电容，提高显示装置的使用寿命的基础上，还能够更好的保证对晶体管层20中各层的防护，并且满足对晶体管层20的平坦化要求。
本发明以上各实施例仅以设置于栅极层220上方的绝缘层可以仅包括提及的平坦化层30为例进行说明的，可以理解的是，上述只是一种可选的实施方式，但不限于上述方式。在一些其他的示例中，设置于栅极层220上方的绝缘层也可以仅包括图1中提及的层间绝缘层50，可知的，层间绝缘层主要由有机物构成，即层间绝缘层50可以包括有机物以及导电聚合物，进一步可包括分散剂，层间绝缘层50的介电常数取值范围、导电聚合物和分散剂的种类同上所述，导电聚合物和分散剂的种类选择原则也同上所述，其所包括的有机物、导电聚合物以及分散剂含量如下所示。
可选的，当有机物在层间绝缘层50中的重量百分比为95％～97％，导电聚合物在层间绝缘层50中的重量百分比为0.1％～3％，分散剂在层间绝缘层50中的重量百分比为0.1％～2％时，通过限定有机物、导电聚合物以及分散剂各自在层间绝缘层50中的所占重量百分比，能够满足降低层间绝缘层50的介电常数的要求，同时能够实现阳极层40与栅极层220之间的绝缘效果，并且能够保证导电聚合物较好的分散在有机物中，不会产生分散不均结块的风险。
可选的，当有机物在层间绝缘层50中的重量百分比为95％～96.5％，导电聚合物在层间绝缘层50中的重量百分比为1.6％～2.6％，分散剂在层间绝缘层50中的重量百分比为1.6％～2％时，得到一个最优的介电常数2.85，此时在能保证层间绝缘层50的作用前提下，能最有利于降低寄生电容的值，能够更进一步优化层间绝缘层50的性能。
可选的，当有机物在层间绝缘层50中的重量百分比为95.5％、96％、96.2％，导电聚合物在层间绝缘层50中的重量百分比为1.7％、2.2％、2.4％，分散剂在层间绝缘层50中的重量百分比为1.8％、1.9％时，得到一个最优的介电常数2.85，此时在能保证层间绝缘层50的作用前提下，能最有利于降低寄生电容的值，能够更进一步优化层间绝缘层50的性能。
另一种可选的方式，设置于栅极层220上方的绝缘层也可以同时包括层间绝缘层50以及平坦化层30。即层间绝缘层50以及平坦化层30各自在制作时，分别可以包括有机物以及导电聚合物，进一步包括分散剂。此时，二者各自的有机物、导电聚合物的配比以及通过分散剂更好的分散方式同上述各实施例，在此就不一一赘述。
本发明实施例提供的阵列基板不限于为底栅形式的阵列基板，也可以为顶栅形式的阵列基板，具体可以根据使用要求设置。
请一并参阅图3，图3示出了本发明实施例的阵列基板的制备方法的流程示意图。本发明实施例还提供一种阵列基板的制备方法，能够用于制备上述各实施例的阵列基板，该方法包括包括如下步骤：
S100、在衬底10上方形成栅极层220。
S200、在栅极层220上形成层间绝缘层50。
S300、在层间绝缘层50上形成源漏电极层。
S400、在源漏电极层上形成平坦化层30。
S500、在平坦化层30上形成与栅极层220相对设置的阳极层40。
在步骤S100中，所提供的衬底10上具有半导体层210，栅极层220形成于半导体层210上方并与半导体层210绝缘设置。
在一些可选的实施例中，在步骤S300中，形成的源漏电极层包括源电极230以及漏电极240，在形成源漏电极层时，源电极230以及漏电极240通过过孔与半导体层210电连接。
在一些可选的实施例中，可知的，平坦化层30主要由有机物形成，在步骤S400中，在源漏电极层上形成的平坦化层30包括有机物以及导电聚合物，为了使得平坦化层30的导电聚合物均匀的分散在有机物中，形成的平坦化层30还可以包括分散剂，通过分散剂将导电聚合物均匀的分散在有机物中，所形成的平坦化层30的介电常数为2.2～3.6之间的任意数值，包括2.2及3.6两个端值。
作为一种可选的实施方式，为了使得制备的平坦化层30性能更加优化，可选的，阵列基板的制备方法还进一步包括将有机物、导电聚合物或者将有机物、导电聚合物及分散剂混合形成混合液体。
步骤S400在具体实施时，以将有机物、导电聚合物及分散剂混合形成混合液体为例，可以使得所提供的有机物占混合液体后期形成的平坦化层30的重量百分比为97％，导电聚合物占混合液体后期形成的平坦化层30的重量百分比为1％，分散剂占混合液体后期形成的平坦化层30的重量百分比为2％，并对混合液体进行超声波分散或者震动分散1h～2h，然后可以对混合液体进行丁达尔效应测试确定胶体已经形成，即可将混合液体涂覆在源漏电极层上，固化形成平坦化层30。
在步骤200中，将振动分散后的混合液体涂覆在源漏电极层上，具体可以通过设备进行涂胶制备并正常加热固化，以形成平坦化层30。
在一些其他的示例中，上述各实施例的显示基板的制备方法，在步骤S200中，可知的，层间绝缘层主要由有机物形成，在栅极层220上形成的层间绝缘层50可以包括有机物以及导电聚合物，为了使得层间绝缘层50的导电聚合物均匀的分散在有机物中，形成的层间绝缘层50还可以包括分散剂，通过分散剂将导电聚合物均匀的分散在有机物中，所形成的层间绝缘层50的介电常数为2.2～3.6之间的任意数值，包括2.2及3.6两个端值。
作为一种可选的实施方式，为了使得制备的层间绝缘层50性能更加优化，可选的，层间绝缘层50也可以采用上述各实施例提及的混合液体，可以将混合液体通过设备进行涂胶制备并正常加热固化，以形成层间绝缘层50。
本发明实施例提供的阵列基板的制备方法，所制备的阵列基板的平坦化层30和/或层间绝缘层50分别包括有机物及导电聚合物，进一步包括分散剂，在应用至显示装置时，能够进一步降低栅极层和阳极层之间的寄生电容，提高薄膜晶体管的稳定性，以提高显示装置的使用寿命。
作为一种可选的实施方式，本发明实施例还提供一种显示装置，该显示装置包括上述任意实施例的提供的阵列基板或者包括上述任意实施例的阵列基板的制备方法所制得的阵列基板，因此具有更高的使用寿命，易于推广使用。
虽然已经参考优选实施例对本发明进行了描述，但在不脱离本发明的范围的情况下，可以对其进行各种改进并且可以用等效物替换其中的部件。尤其是，只要不存在结构冲突，各个实施例中所提到的各项技术特征均可以任意方式组合起来。本发明并不局限于文中公开的特定实施例，而是包括落入权利要求的范围内的所有技术方案。
Claims (10)
1.一种阵列基板，其特征在于，包括：
衬底；
栅极层，所述栅极层设置于所述衬底的上方；
绝缘层，所述绝缘层设置于所述栅极层的上方；
阳极层，所述阳极层设置于所述绝缘层的上方并与所述栅极层相对设置；
其中，所述绝缘层内还包括导电聚合物。
2.根据权利要求1所述的阵列基板，其特征在于，所述导电聚合物包括聚酰胺、聚噻吩、聚苯胺、聚吡咯以及聚乙烯二氧噻吩中的至少一种。
3.根据权利要求1所述的阵列基板，其特征在于，所述绝缘层的介电常数为2.2～3.6，优选的，所述绝缘层的介电常数为2.8～3.0。
4.根据权利要求1至3任意一项所述的阵列基板，其特征在于，所述绝缘层还包括分散剂，所述导电聚合物通过所述分散剂均匀分散在所述绝缘层内。
5.根据权利要求4所述的阵列基板，其特征在于，所述分散剂为聚酰亚胺、酚醛树酯以及环氧树脂中的至少一种。
6.根据权利要求4所述的阵列基板，其特征在于，所述导电聚合物在所述绝缘层中的重量百分比为0.1％～3％，所述分散剂在所述绝缘层中的重量百分比为0.1％～2％。
7.根据权利要求1至6任意一项所述的阵列基板，其特征在于，所述绝缘层包括平坦化层和/或层间绝缘层。
8.一种阵列基板的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
在衬底上方形成栅极层；
在所述栅极层上形成层间绝缘层；
在所述层间绝缘层上形成源漏电极层；
在所述源漏电极层上形成平坦化层；
在所述平坦化层上形成与所述栅极层相对设置的阳极层；
其中，所述层间绝缘层及所述平坦化层的至少一者包括有机物以及导电聚合物；或者，所述层间绝缘层及所述平坦化层的至少一者包括有机物、导电聚合物和分散剂。
9.根据权利要求8所述的阵列基板的制备方法，其特征在于，
所述层间绝缘层及所述平坦化层的至少一者包括有机物以及导电聚合物，所述制备方法还包括，将所述有机物以及所述导电聚合物混合形成混合液体，并对所述混合液体进行超声波分散或者震动分散1h～2h；
或者，所述层间绝缘层及所述平坦化层的至少一者包括有机物、导电聚合物和分散剂，所述制备方法还包括，将所述有机物、所述导电聚合物及所述分散剂混合形成混合液体，并对所述混合液体进行超声波分散或者震动分散1h～2h。
10.一种显示装置，其特征在于，包括如权利要求1至7任意一项所述的阵列基板或如权利要求8或9所述阵列基板的制备方法制得的阵列基板。
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