CN110634890A - 阵列基板、电子装置和阵列基板的制作方法 - Google Patents

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Abstract

本申请公开了一种阵列基板、电子装置和阵列基板的制作方法。阵列基板包括衬底基板以及并列设置在其上的第一晶体管和第二晶体管,第一晶体管的第一极连接第二晶体管的第二极;阵列基板还包括光敏二极管,光敏二极管包括第一光敏电极、第二光敏电极以及设置在第一光敏电极和第二光敏电极之间的光敏层,第一光敏电极与第一晶体管的第一栅极电连接。在上述设置中,第一晶体管和第二晶体管的输入端和输出端连接,以形成一个控制电路,该控制电路的均一性和稳定性大幅提升,当功能模块(例如:指纹识别模块)集成于显示面板时,指纹识别模块中的光敏二极管与控制电路连接时,控制电路能够更好地接收光敏二极管发出的电信号。

Description

阵列基板、电子装置和阵列基板的制作方法
技术领域
本申请涉及显示领域,特别涉及一种阵列基板、电子装置和阵列基板的制作方法。
背景技术
随着科技的进步,用户越来越追求窄边框和高屏占比的智能设备,从而促使设计者将智能设备的需要占用边框空间的功能模块(例如:指纹识别模块)集成于显示面板中。
但是,显示面板中的晶体管通常为单一的金属氧化物晶体管或者单一的低温多晶硅晶体管。当显示面板中的晶体管为单一的金属氧化物晶体管时,金属氧化物晶体管与光敏二极管连接,金属氧化物晶体管的稳定性差;当显示面板中的晶体管为单一的低温多晶硅晶体管时,低温多晶硅晶体管与光敏二极管连接,低温多晶硅晶体管的漏电流高、均一性差。两者均无法实现在保证显示面板正常显示的同时,将功能模块良好地集成于显示面板中。
发明内容
本申请提供了一种阵列基板、电子装置和阵列基板的制作方法,其可提高第一晶体管和第二晶体管组成的控制单元的均一性和稳定性。
根据本申请的第一方面,提供一种阵列基板,所述阵列基板包括衬底基板以及并列设置在所述衬底基板上的第一晶体管和第二晶体管,所述第一晶体管的第一极连接所述第二晶体管的第二极;
其中,所述第一晶体管为低温多晶硅晶体管,所述第二晶体管为金属氧化物晶体管;
所述阵列基板还包括光敏二极管,所述光敏二极管包括第一光敏电极、第二光敏电极以及设置在所述第一光敏电极和所述第二光敏电极之间的光敏层,所述第一光敏电极与所述第一晶体管的第一栅极电连接。
进一步的,所述第一光敏电极设置在所述光敏层靠近所述第一晶体管的一侧,所述第一光敏电极为金属电极且所述第一光敏电极在所述衬底基板上的正投影覆盖所述第一晶体管和所述第二晶体管在所述衬底基板上的正投影。
进一步的,所述光敏晶体管和所述第一晶体管之间依次设置有第一钝化层和第一平坦层,所述第一钝化层和所述第一平坦层中设置有第一通孔,所述第一通孔中填充有第一连接电极,所述第一光敏电极通过第一连接电极与所述第一栅极电连接。
进一步的,所述第一晶体管为顶栅型晶体管,包括依次设置在所述衬底基板上的低温多晶硅有源层、所述第一栅极、第一层间绝缘层、第二层间绝缘层、第一源/漏电极,所述第一层间绝缘层和所述第二层间绝缘层中设置有第二通孔,所述第二通孔中填充第二连接电极,所述第二连接电极分别与所述第一连接电极和第一栅极电连接。
进一步的,所述第二晶体管包括依次设置在所述衬底基板上的遮光层、金属氧化物有源层、第二栅极、所述第二层间绝缘层、第二源/漏电极,所述遮光层和所述第一栅极同层设置,所述第二源/漏电极、所述第一源/漏电极和所述第二连接电极同层设置。
进一步的,所述阵列基板还包括设置在所述光敏二极管远离所述衬底基板一侧的发光器件,所述发光器件在所述衬底基板上的正投影与所述光敏二极管在所述衬底基板上的正投影不交叠。
进一步的,发光器件和所述光敏二极管之间依次设置有第二平坦层和第二钝化层,所述第二钝化层远离所述第二平坦层的一侧设置有第一引线,所述第一引线通过贯穿所述第二平坦层和所述第二钝化层的第七通孔与所述第二光敏电极电连接,所述发光器件包括阳极层、发光层、阴极层,所述阳极层和所述第一引线同层设置。
进一步的,所述阵列基板还包括第三晶体管和第四晶体管,所述第三晶体管为低温多晶硅晶体管,所述第四晶体管为金属氧化物晶体管,所述第三晶体管的第二极与所述第四晶体管的第一极电连接,所述第四晶体管的第二极与所述发光器件电连接。
根据本申请的第二方面,提供一种电子装置,包括上述的的阵列基板。
根据本申请的第三方面,提供一种阵列基板的制作方法,包括以下步骤:
提供一衬底基板;
在所述衬底基板上形成并列设置的第一晶体管和第二晶体管;
形成光敏二极管;
其中,所述第一晶体管的第一极连接所述第二晶体管的第二极;
其中,所述第一晶体管为低温多晶硅晶体管,所述第二晶体管为金属氧化物晶体管;
所述光敏二极管包括第一光敏电极、第二光敏电极以及设置在所述第一光敏电极和所述第二光敏电极之间的光敏层,所述第一光敏电极与所述第一晶体管的第一栅极电连接。
进一步的,在形成所述第一晶体管和第二晶体管之后,执行以下步骤:
在所述第一晶体管和所述第二晶体管上形成第一平坦材料层和第一钝化材料层,对所述第一平坦材料层和所述第一钝化材料进行一次构图工艺以形成贯穿其中的第一通孔;
形成第一光敏电极材料层并进行图案化工艺以形成填充在所述第一通孔中的第一连接电极和第一光敏电极。
进一步的,形成第一晶体管和第二晶体管的步骤依次包括:
形成低温多晶硅有源层和设置在其上的第一栅绝缘层;
采用一次图案化工艺形成第一晶体管的第一栅极和第二晶体管的遮光层;
形成第一层间绝缘层、金属氧化物有源层、第二栅绝缘层、第二晶体管的第二栅极和第二层间绝缘层,对所述第二层间绝缘层进行图案化工艺以形成贯穿所述第二层间绝缘层至金属氧化物有源层的第三通孔和第四通孔;
在所述第二层间绝缘层上形成光刻胶层,所述光刻胶层设置在所述第三通孔和第四通孔中;
对所述光刻胶层进行图案化以形成光刻胶去除区和光刻胶保留区;
以所述光刻胶为阻挡进行刻蚀以形成贯穿所述第一层间绝缘层以及第二层间绝缘层至第一栅极的第二通孔和贯穿所述第一层间绝缘层、第二层间绝缘层以及第一栅绝缘层至低温多晶硅有源层的第五通孔和第六通孔;
对经第五通孔和第六通孔暴露出来的低温多晶硅有源层的表面进行氢氟酸清洗;
剥离所述光刻胶层;
形成源/漏电极材料层并进行一次图案化工艺以形成填充所述第五通孔和第六通孔的第一源/漏电极、填充所述第二通孔的第二连接电极、填充所述第三通孔和第四通孔的第二源/漏电极。
进一步的,形成所述光敏二极管之后,所述步骤还包括:
依次形成第二平坦层和第二钝化层,所述第二平坦层和第二钝化层具有贯穿其中的第七通孔;
形成阳极材料层,并进行一次图案化工艺以形成第一引线和阳极层,所述第一引线通过第一通孔和第二光敏电极电连接。
进一步的,所述步骤还包括:在所述阳极层上形成发光层和阴极层以形成发光器件。
本公开的实施例提供的技术方案可以包括以下有益效果:
在上述设置中,第一晶体管和第二晶体管的输入端和输出端连接,以形成一个控制单元,该控制单元的均一性和稳定性大幅提升,当功能模块(例如:指纹识别模块)集成于显示面板时,指纹识别模块中的光敏二极管与控制单元连接时,控制单元能够更好地接收光敏二极管发出的电信号。
应当理解的是,以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的,并不能限制本公开。
附图说明
图1是本申请一实施例的电子装置的部分电路结构图。
图2是本申请一实施例的阵列基板在识别区域的剖面结构示意图。
图3是本申请另一实施例的阵列基板的剖面结构示意图。
图4是本申请一实施例的阵列基板的制作方法的简易流程图。
图5是本申请一实施例的阵列基板的一剖面结构示意图。
图6是本申请一实施例的阵列基板的另一剖面结构示意图。
图7是本申请一实施例的阵列基板的又一剖面结构示意图。
图8是本申请一实施例的阵列基板的再一剖面结构示意图。
具体实施方式
这里将详细地对示例性实施例进行说明,其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时,除非另有表示,不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本申请相一致的所有实施方式。相反,它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本申请的一些方面相一致的装置和方法的例子。
在本申请使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的,而非旨在限制本申请。在本申请和所附权利要求书中所使用的单数形式的“一种”、“所述”和“该”也旨在包括多数形式,除非上下文清楚地表示其他含义。还应当理解,本文中使用的术语“和/或”是指并包含一个或多个相关联的列出项目的任何或所有可能组合。
应当理解,本申请说明书以及权利要求书中使用的“第一”“第二”以及类似的词语并不表示任何顺序、数量或者重要性,而只是用来区分不同的组成部分。同样,“一个”或者“一”等类似词语也不表示数量限制,而是表示存在至少一个。除非另行指出,“前部”、“后部”、“下部”和/或“上部”等类似词语只是为了便于说明,而并非限于一个位置或者一种空间定向。“包括”或者“包含”等类似词语意指出现在“包括”或者“包含”前面的元件或者物件涵盖出现在“包括”或者“包含”后面列举的元件或者物件及其等同,并不排除其他元件或者物件。“连接”或者“相连”等类似的词语并非限定于物理的或者机械的连接,而且可以包括电性的连接,不管是直接的还是间接的。
下面结合附图,对本申请实施例进行详细说明。在不冲突的情况下,下述的实施例及实施方式中的特征可以相互组合。
本申请实施例提供了一种阵列基板,该阵列基板可应用于电子装置。电子装置可以为柔性显示装置,当然,电子装置也可以为不可发生变形、不可发生弯曲的显示装置。例如:手机、电脑、手表上的显示装置、电子书等等。
在本实施例中,该电子装置可以是具有智能显示功能的显示装置,其具有显示面板,阵列基板作为显示面板的组成部分。显示面板为OLED显示面板,当然,在其他实施例中,该显示面板也可以为LCD显示面板或者其他显示面板。
如图1所示,阵列基板包括多个控制电路和光敏二极管30。一个控制电路中包括第一晶体管10和第二晶体管20,第一晶体管10和第二晶体管20串联,即第一晶体管10的第一极连接第二晶体管20的第二极。一个控制电路可以连接一个光敏二极管30(PIN),以接收光敏二极管30发出的电信号;也可以同时连接一个像素单元,以实现对像素单元的驱动。光敏二极管30包括第一光敏电极、第二光敏电极以及设置在第一光敏电极和第二光敏电极之间的光敏层,第一晶体管10的第一栅极与光敏二极管30的第一光敏电极电连接,以接收所述光敏二极管30的信号。
需要说明的是,第一晶体管10包括第一源/漏极和第一栅极,第二晶体管20包括第二源/漏和第二栅极。其中,第一源/漏极和第二源/漏极均由第一极和第二极组成。在本实施例中,第一极为源极,第二极为漏极,当然,在其他实施例中,也可以是,第一极为漏极,第二极为源极。这里所说的光敏二极管30的第一光敏电极为光敏二极管30的阴极,第二光敏电极为光敏二极管30的阳极。这里所说的第一晶体管10为低温多晶硅晶体管(LowTemperature Poly-silicon Thin Film Transistor,简称LTPS TFT),第二晶体管20为金属氧化物晶体管(Oxide Thin Film Transistor,简称Oxide TFT)。这里所指的第一晶体管10和第二晶体管20的输入端和输出端连接,可以是第一晶体管10的源极连接第二晶体管20的漏极,也可以是第一晶体管10的漏极连接第二晶体管20的源极。
在上述设置中,第一晶体管10和第二晶体管20的输入端和输出端连接,以形成一个控制电路,该控制电路的均一性和稳定性大幅提升,当功能模块(例如:指纹识别模块)集成于阵列基板时,指纹识别模块中的光敏二极管与控制电路连接时,控制电路能够更好地接收光敏二极管发出的电信号,从而使得功能模块(例如:指纹识别模块)能够更好地集成于显示面板中,以减小功能模块对显示面板的边框空间的占用,从而提升显示面板的屏占比,满足用户需求。
如图2-图4所示,阵列基板包括用于识别用户指纹的识别区域70,以及用于显示图像的显示区域80。
在识别区域70中,沿竖直向上的方向,阵列基板包括衬底衬底100、缓冲层200、绝缘层300、绝缘层400、第一平坦层500和第一钝化层600等多个膜层。其中,绝缘层400包括第一层间绝缘层410和第二层间绝缘层420。通过设置第一钝化层600和第一平坦层500,可减小光敏二极管30的暗态电流,避免光敏二极管30出现漏电等现象。同时,第一钝化层600和第一平坦层500中设置有第一通孔801,第一通孔801贯穿所述第一钝化层600和第一平坦层500。第一通孔801中填充有第一连接电极820第一光敏电极通过第一连接电极820与第一栅极12电连接,实现光敏二极管30与第一晶体管10的连接,以使第一晶体管10能够接受光敏二极管30发送的电信号。
第一晶体管10为顶栅型晶体管,包括依次设置在衬底基板100上的低温多晶硅有源层11、第一栅极12、第一层间绝缘层410、第二层间绝缘层420、第一源/漏电极(第一晶体管10的第一极和第二极),低温多晶硅有源层11设置于绝缘层300中,第一层间绝缘层410和第二层间绝缘层420中设置有第二通孔442,第二通孔442中填充第二连接电极710,所述第二电极分别与所述第一连接电极820和第一栅极12电连接。
第二晶体管20包括依次设置在衬底基板100上的遮光层21、金属氧化物有源层22、第二栅极23、第二层间绝缘层420、第二源/漏电极(第二晶体管20的第一极和第二极),遮光层21和第一晶体管10的第一栅极12同层设置,第二源/漏电极(第二晶体管20的第一极和第二极)、所述第一源/漏电极(第一晶体管10的第一极和第二极)和第二连接电极710同层设置。需要说明的是,这里所指的“同层设置”,表示为它们同步形成,而并不要求它们在竖直方向上具有相同的高度。
进一步的,第二层间绝缘层420、第一层间绝缘层410和绝缘层300中设置有第五通孔和第六通孔,第五通孔和第六通孔贯穿第二层间绝缘层420和第一层间绝缘层410,并且延伸至第一晶体管10的绝缘层300中的低温多晶硅有源层11。第二层间绝缘层420至金属氧化物有源层22中设置有第三通孔和第四通孔,第三通孔和第四通孔贯穿第二层间绝缘层420,并且延伸至第二晶体管20的金属氧化物有源层22。源/漏电极材料层对第二通孔、第三通孔、第四通孔、第五通孔和第六通孔进行填充。填充于第二通孔中的源/漏电极材料层作为第二连接电极710,填充于第三通孔、第四通孔、第五通孔和第六通孔中的源/漏电极材料层作为第三连接电极720。其中,位于第六通孔中的第三连接电极720和位于第三通孔中的第三连接电极连接,从而使得第一晶体管10的第一源/漏极和第二晶体管20的第二源/漏极连接,实现第一晶体管10和第二晶体管20的串联。
第一晶体管10和第二晶体管20设置在所述多个膜层内,导电连接层700和金属连接层800用于电性连接第一晶体管10、第二晶体管20和光敏二极管30。其中,金属连接层800、第一保护层600、第一平坦层500、导电连接层700和绝缘层400设置于光敏二极管30和第一晶体管10之间。金属连接层800的至少部分作为第一连接电极820,导电连接层700的至少部分作为第二连接电极710和第三连接电极720。
其中,导电连接层700贯穿绝缘层300和绝缘层400,并且,导电连接层700连接第一晶体管10的漏极和第二晶体管20的源极,或者,导电连接层700连接第一晶体管10的源极和第二晶体管20的漏极。
金属连接层800贯穿第一平坦层500和第一保护层600,其包括电极层810和第一连接电极820。电极层810设置于第一晶体管10和第二晶体管20的上方。在本实施例中,电极层810设置于第一保护层600的上方。第一连接电极820贯穿第一平坦层500和第一保护层600,其一端连接第一连接电极820,一端向下延伸并连接于导电连接层700。
如图2所示,在识别区域70中,阵列基板中的光敏二极管30设置于金属连接层800的电极层810的上方。
进一步的,此时,电极层810作为光敏二极管30的阴极或阴极的一部分,即,光敏二极管30的第一光敏电极(阴极)设置于在光敏层靠近第一晶体管10的一侧,第二光敏电极(阳极)设置于光敏二极管30的远离第一晶体管10的一侧。通过上述设置,方便第一晶体管10接受光敏二极管30发出的电信号。导电连接层700连接第一晶体管10的第一栅极的部分作为第二连接电极710,第一连接电极820向下延伸的一端延伸至第二连接电极710,换言之,第一连接电极820的一端连接于第一晶体管10的第一栅极,从而使得光敏二极管30的阴极与第一晶体管10的第一栅极连接。
同时,第一光敏电极为金属电极,并且第一光敏电极在衬底基板100上的正投影覆盖第一晶体管10和第二晶体管20在衬底基板100上的正投影。即电极层810在衬底基板100上的正投影覆盖第一晶体管10和第二晶体管20在衬底基板100上的正投影。在制作阵列基板的过程中,通常先形成第一晶体管10和第二晶体管20,再在第一晶体管10和第二晶体管20的上方制作光敏二极管30。然而,光敏二极管30的制作工艺会对第一晶体管10和第二晶体管20的特性影响较大,特别是对第二晶体管20的特性影响最为明显。光敏二极管30的制作工艺中包括非晶硅沉积工艺,非晶硅沉积过程中存在大量的氢离子,金属氧化物晶体管对氢离子十分敏感,少量的氢离子就会导致金属氧化物晶体管的感应出电子所需要的最小电压出现负偏,甚至会出现金属氧化物晶体管导体化问题。通过设置电极层810的尺寸,使其沿垂直方向的投影覆盖第一晶体管10和第二晶体管20沿垂直方向的投影,可对位于电极层810下方的第一晶体管10和第二晶体管20起到保护的作用,从而屏蔽光敏二极管30的制作工艺对到第一晶体管10和第二晶体管20的特性产生影响。同时,扩大金属连接层800的电极层810的横截面积,即扩大了光敏二极管30的阴极的面积,从而有效提升光敏二极管30的面积,简化电路排布。在本实施例中,金属连接层800的材料为钼(Mo),当然,在其他实施例中,金属连接层800也可以其他导电的金属材料,均能起到阻挡氢以及连接第一晶体管10的第一栅极与光敏二极管30的作用。
进一步的,光敏二极管30的上方还可铺设有第一导电膜层910、第二平坦层920、第二钝化层930、第二导电膜层940等。其中,第二导电膜层940的一部分铺设于第二钝化层930的上方,另一部分贯穿第二钝化层930和第二平坦层920、并连接于第一导电膜层910。在本实施例中,第一导电膜层910和第二导电膜层940均为铟锡氧化物半导体(ITO)透明导电膜。第二钝化层930和第二平坦层920可对位于显示区域80中的发光器件90起到支撑的作用,保证显示区域80和识别区域70的陈列基板的上表面处于同一水平面。如图3所示,在显示区域80中,阵列基板中还设置有发光器件90、像素界定层950(Pixel Definition Layer,简称PDL)第三晶体管10'和第四晶体管20'。需要说明的是,显示区域80中的第三晶体管10'与识别区域70的第一晶体管10相同,均为低温多晶硅晶体管,显示区域80中第四晶体管20'与识别区域70的第二晶体管20相同,均为金属氧化物晶体管。第三晶体管10'和第四晶体管20'的连接方式与第一晶体管10和第二晶体管20的连接方式相同。并且,第三晶体管显示区域80中各个膜层的分布和识别区域70中各个膜层的分布类似。另外,沿竖直向上的方向,即远离衬底基板100的方向,发光器件90包括阳极层、有机发光层91(Emission layer,简称EL)和阴极层92,有机发光层91中包括空穴注入层、空穴传输层、有机发光材料、电子传输层和电子注入层。发光器件90设置于金属连接层800的电极层810的上方。此时,电极层810作为发光器件90的阳极层或阳极层的一部分。
发光器件90设置于光敏二极管30远离衬底基板100的一侧,并且发光器件90在衬底基板100上的正投影与光敏二极管30在衬底基板100上的正投影不交叠。通过上述设置,避免发光器件90对光敏二极管30造成遮挡,从而保证光敏二极管30的检测精准度。进一步的,显示区域80中的金属连接层800设置在第二钝化层930和第二平坦层920的上方,并且位于所述第四晶体管20'的上方,金属连接层800的至少部分一次贯穿第二钝化层930、第二平坦层920、第一钝化层600和第一平坦层500并延伸至导电连接层700,以使得第三晶体管10'和第四晶体管20'能够对发明器件90进行控制。
在显示区域80中,一个像素单元与一个控制电路(一个第三晶体管10'和一个第四晶体管20'的串联电路)连接,以控制一个像素单元发光。在识别区域中,一个光敏二极管与一个控制电路(一个第三晶体管10'和一个第四晶体管20'的串联电路)连接,以接收一个光敏二极管30的电信号。显示区域80中的控制电路与识别区域70中的控制电路的结构相同,但功能和连接对象并不相同。其中,第三晶体管10'的第二极与第四晶体管20'的第一极电连接,并且第四晶体管20'的第二极与发光器件连接,已实现对发光器件90的控制。
进一步的,第二钝化层远离930第二平坦层920的一侧设置有第一引线901,第二平坦层920和第二钝化层930上设置有贯穿的第七通孔907,第一引线901通过第七通孔907与第二光敏电极电连接。并且,发光器件90包括发光层、阴极,阳极层和所述第一引线901同层设置。需要说明的是,这里所指的“同层设置”,表示为阳极层和第一引线901同步形成,而并不要求两者在竖直方向上具有相同的高度。其中,第一引线901为第二导电膜层940的至少部分。
在本实施例中,导电连接层700的至少部分的一端连接第三晶体管10'的源极或者漏极中的一个,另一端连接第四晶体管20'的源极或者漏极中的另一个,以实现第三晶体管10'和第四晶体管20'的连接。金属连接层800连接发光器件90、第三晶体管10'和第四晶体管20',以实现第三晶体管10'和第四晶体管20'对发光器件90的阳极层电压的控制,进而实现对发光器件90的发光的驱动。或者,参考图4所示,金属连接层800也可以连接于第四晶体管20'的漏极。
如图2-图4,当显示面板中的阵列基板的光敏二极管30用于识别用户按压于显示面板的手指的指纹时,显示面板发光、照亮手指指纹,手指指纹反射的光信号到达光敏二极管30,光敏二极管30可接收手指指纹反射的光信号,并将光信号转化为电信号,该电信号较为微弱。将第一晶体管10的第一栅极连接光敏二极管30的阴极,从而使得第一晶体管10可接受光敏二极管30的信号。参考图1所示,光敏二极管30、第一晶体管10和第二晶体管20形成传感器单元40,传感器单元40中包含第一晶体管10和第二晶体管20串联形成的控制电路。在使用过程中,识别区域70的光敏二极管30接收光信号,并将光信号转化为微弱的电信号(电压信号)。将第一晶体管10与光敏二极管30连接,使得第一晶体管10可接收光敏二极管30发出的电信号(电压信号)。由于第一晶体管10为低温多晶硅晶体管,其具有亚阈值摆幅小的特点,第一晶体管10能够灵敏的感知到光敏二极管30发出的电压信号,并将其转化为电流信号,从而实现对光敏二极管30的光敏信号的放大。传感器单元40向外输出电流信号,经过数据传输线50和读取电路60,以对电流信号进行分析,判断指纹信息的匹配,实现指纹解锁、付款等操作。并且,由于金属氧化物晶体管的漏电流在10-16的量级以下,相较于低温多晶硅晶体管低两到三个数量级,采用第一晶体管10与第二晶体管20串联作为电路中的开关,能够有效抑制暗态下的漏电情况,即暗态电流比较低,从而使得光态和暗态下的信号差异量提高,信噪比提升。在显示区域80中,传感器单元40可对发光器件90进行驱动,结合第一晶体管10的高迁移率和第二晶体管20的低漏电流的特性,可以有效减少薄膜晶体管和电容设计的尺寸,有利于实现高像素密度,同时有利于降低显示面板的显示功率。通过上述设置,将识别区域集成于像素区域,使得显示面板的所述像素区域既可用于显示也能用于进行指纹识别,进而提升显示装置的屏占比。
进一步的,第一晶体管10的第一栅极12位于第一晶体管10的第一极和第一晶体管10的第二极的上方,第二晶体管20的下方设置有遮光层21,遮光层21与第一晶体管10的第一栅极12同层设置。可通过光刻和刻蚀工艺同步形成第一晶体管10的第一栅极12和第二晶体管20下方的遮光层,减小掩膜版的数量、简化工艺步骤。
进一步的,遮光层12沿垂直方向的投影覆盖第二晶体管20沿垂直方向的投影。第二晶体管20的半导体层22对光较为敏感,通过上述设置,使得遮光层可避免外界光反射至第二晶体管20的半导体层22,以保证第二晶体管20的正常工作。
相比于常规设计的显示面板,通常电路结构中仅设置有金属氧化物晶体管或者低温多晶硅晶体管。当仅设置有低温多晶硅晶体管时,电路结构中漏电情况明显,信噪比较小。而当电路结构中仅设置有金属氧化物晶体管时,在金属氧化物晶体管的上方制作与其连接的光敏二极管时,光敏二极管的制作工艺对金属氧化物晶体管的特性影响较大。因此,无法同时保证光敏二极管和金属氧化物晶体管的特性,并且,金属氧化物晶体管的亚阈值摆幅较大,无法对微弱的电信号进行较好的识别,影响显示面板对指纹的识别功能;并且,由于金属氧化物晶体管需要连接像素单元,上述操作还会影响显示面板的显示功能,从而导致显示效果变差和指纹识别效果不佳。而在本申请中,将第一晶体管10和第二晶体管20连接,最大程度的保证了显示面板对指纹的识别功能和显示功能,大幅提升控制电路的均一性和稳定性。
当然,在另一实施例中,阵列基板也可应用于其他的不具有显示功能的电子装置。例如,电子装置可以为具有指纹识别功能的设备,其可以应用于门锁、车锁、窗户锁等锁扣类的电子装置,也可以应用于其他指纹识器。当电子装置工作时,发光结构(可以阵列基板中的发光器件,也可以其他的发光元件)发光,以使光能够到达用户的手指,手指的指纹反射发光结构发出的光至光敏二极管30,从而使得光敏二极管30能够根据手指的指纹反射的光产生对应的电信号,并将转化后的电信号传送至第一晶体管10。上述设置的电子装置,通过将光敏二极管30连接于由第一晶体管10和第二晶体管20组成的控制电路,使得电子装置能够准确地对用户的指纹信息进行识别。
如图4所示,必要时结合图2和图3所示,本申请还提供了一种制作上述阵列基板的制作方法,该阵列基板的制作方法包括以下步骤:
步骤1000:提供衬底衬底100。
步骤2000:在衬底衬底100上形成第一晶体管10和第二晶体管20。
步骤3000:形成光敏二极管30。
其中,第一晶体管10的第一极连接第二晶体管20的第二极。第一晶体管10为低温多晶硅晶体管,第二晶体管20为金属氧化物晶体管。光敏二极管30包括第一光敏电极、第二光敏电极以及设置在第一光敏电极和第二光敏电极之间的光敏层,第一光敏电极与所述第一晶体管10的第一栅极电连接。
通过上述设置,第一晶体管10和第二晶体管20串联,第一晶体管10接收光敏二极管30发出的微弱的电信号,并将其放大,第二晶体管20的漏电流较低,两者连接形成的控制电路均一性和稳定性较好,当光敏二极管30用于识别用户指纹时,能保证其正常、稳定工作。
进一步的,在执行步骤2000之后,即在执行:在衬底衬底100上形成第一晶体管10和第二晶体管20之后,可先执行以下步骤:
步骤2100:在第一晶体管10和第二晶体管20上形成第一平坦层500和第一钝化层600,对第一平坦层500和第一钝化层600进行一次构图工艺以形成贯穿其中的第一通孔801。
步骤2200:形成第一光敏电极材料层并进行图案化工艺以形成填充在第一通孔801中的第一连接电极820和第一光敏电极。
通过上述设置,将光敏二极管与第一晶体管10和第二晶体管20电连接,以实现第一晶体管10和第二晶体管20对光敏二极管发出的信号的接收和处理。
进一步的,步骤2000包括以下步骤,即形成第一晶体管10和第二晶体管20的步骤依次包括:
步骤2001:形成低温多晶体有源层11和设置在其上的第一栅绝缘层,如图5所示。
步骤2002:采用一次图案化工艺形成第一晶体管10的第一栅极12和第二晶体管20的遮光层21,如图5所示。
通过上述设置,可同步形成第一晶体管10的第一栅极12和遮光层21,减少对掩膜版的使用次数、减小掩膜版数量,从而简化步骤,有利于节约成本。由于第二晶体管20的半导体层22的材料为氧化铟镓锌(Indium Gallium Zinc Oxide,简称IGZO),第二晶体管20的半导体层22对光较为敏感,通过设置遮光层可避免外界光反射至第二晶体管20的半导体层22,以保证第二晶体管20的正常工作。
并且,在实际制作过程中,低温多晶硅晶体管的制作工艺需要经历高温、退火等工艺,但是金属氧化物晶体管不耐高温。在本申请中,将形成第一晶体管10和形成第二晶体管20的步骤错开,避免第一晶体管10和第二晶体管20的制作工艺同步进行,即先制作完成第一晶体管10,再制作第二晶体管20,避免了第一晶体管10的制作工艺影响第二晶体管20,从而保证了第二晶体管20的性能。
步骤2003:形成第一层间绝缘层410、金属氧化物有源层22、第二栅绝缘层、第二晶体管的第二栅极23和第二层间绝缘层420,对所述第二层间绝缘层420进行图案化工艺以形成贯穿所述第二层间绝缘层420至金属氧化物有源层22的第三通孔421和第四通孔422,如图6所示。
步骤2004:在所述第二层间绝缘层420上形成光刻胶层430,光刻胶层430设置在第三通孔421和第四通孔422中,如图7所示。
步骤2005:对光刻胶层430进行图案化以形成光刻胶去除区和光刻胶保留区。
步骤2006:以光刻胶层为阻挡进行刻蚀以形成贯穿第一层间绝缘层410以及第二层间绝缘层420至第一栅极12的第二通孔442和贯穿所述第一层间绝缘层、第二层间绝缘层以及第一栅绝缘层至低温多晶硅有源层的第五通孔445和第六通孔446,如图7所示。
步骤2007:对经第五通孔445和第六通孔446暴露出来的低温多晶体有源层的表面进行氢氟酸清洗。
步骤2008:剥离所述光刻胶层。
步骤2009:形成源/漏电极材料层并进行一次图案化工艺以形成填充第五通孔445和第六通孔446的第一源/漏电极、填充所述第二通孔442的第二连接电极、填充所述第三通孔421和第四通孔422的第二源/漏电极,如图8所示。
在上述设置中,先形成连接第二晶体管20的第三通孔421和第四通孔422,第三通孔421和第四通孔422分别连接第二晶体管20的第一极和第二极,即第三通孔421和第四通孔422延伸至第二晶体管20的半导体层22;半导体层22形成第二晶体管20的源极和漏极,位于第一层间绝缘层410的上方。利用光刻胶层430对第三通孔421和第四通孔422进行填封。之后再形成第二通孔442、第五通孔445和第六通孔446,第五通孔445和第六通孔446的一端连接第一晶体管10的低温多晶硅有源层11,低温多晶硅有源层11内形成有第一晶体管10的源极和漏极。再向第一连接孔440中注入清洗液,以对第一晶体管10的源极和漏极的表面进行清洗。在本实施例中,清洗剂为氢氟酸(Hydrofluoric Acid,简称HF),氢氟酸会严重影响氧化铟镓锌的性能,故利用光刻胶层430将第三通孔421和第四通孔422密封,避免清洗剂接触第二晶体管20的半导体层22。这使得清洗剂对第一晶体管10的源极和漏极的表面进行清洗时,避免影响第二晶体管20的性能。
进一步的,步骤2000之后还包括以下步骤,即形成所述光敏二极管30之后,阵列基板的制作方法还包括以下步骤:
步骤2010:依次形成第二平坦层920和第二钝化层930,第二平坦层920和第二钝化层930具有贯穿其中的第七通孔907,如图2所示。
步骤2020:形成阳极材料层,并进行一次图案化工艺以形成第一引线901和阳极层,所述第一引线901通过第一通孔907和第二光敏电极电连接。通过上述设置,实现第二光敏电极的外接。
进一步的,阵列基板的制作方法还包括以下步骤:在阳极层上形成发光材料层和阴极层以形成发光器件90,从而形成显示区域80。
以上所述仅是本申请的较佳实施例而已,并非对本申请做任何形式上的限制,虽然本申请已以较佳实施例揭露如上,然而并非用以限定本申请,任何熟悉本专业的技术人员,在不脱离本申请技术方案的范围内,当可利用上述揭示的技术内容做出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例,但凡是未脱离本申请技术方案的内容,依据本申请的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰,均仍属于本申请技术方案的范围内。

Claims (14)

1.一种阵列基板,其特征在于,所述阵列基板包括衬底基板以及并列设置在所述衬底基板上的第一晶体管和第二晶体管,所述第一晶体管的第一极连接所述第二晶体管的第二极;
其中,所述第一晶体管为低温多晶硅晶体管,所述第二晶体管为金属氧化物晶体管;
所述阵列基板还包括光敏二极管,所述光敏二极管包括第一光敏电极、第二光敏电极以及设置在所述第一光敏电极和所述第二光敏电极之间的光敏层,所述第一光敏电极与所述第一晶体管的第一栅极电连接。
2.根据权利要求1所述的阵列基板,其特征在于,所述第一光敏电极设置在所述光敏层靠近所述第一晶体管的一侧,所述第一光敏电极为金属电极且所述第一光敏电极在所述衬底基板上的正投影覆盖所述第一晶体管和所述第二晶体管在所述衬底基板上的正投影。
3.根据权利要求2所述的阵列基板,其特征在于,所述光敏晶体管和所述第一晶体管之间依次设置有第一钝化层和第一平坦层,所述第一钝化层和所述第一平坦层中设置有第一通孔,所述第一通孔中填充有第一连接电极,所述第一光敏电极通过第一连接电极与所述第一栅极电连接。
4.根据权利要求3所述的阵列基板,其特征在于,所述第一晶体管为顶栅型晶体管,包括依次设置在所述衬底基板上的低温多晶硅有源层、所述第一栅极、第一层间绝缘层、第二层间绝缘层、第一源/漏电极,所述第一层间绝缘层和所述第二层间绝缘层中设置有第二通孔,所述第二通孔中填充第二连接电极,所述第二连接电极分别与所述第一连接电极和第一栅极电连接。
5.根据权利要求4所述的阵列基板,其特征在于,所述第二晶体管包括依次设置在所述衬底基板上的遮光层、金属氧化物有源层、第二栅极、所述第二层间绝缘层、第二源/漏电极,所述遮光层和所述第一栅极同层设置,所述第二源/漏电极、所述第一源/漏电极和所述第二连接电极同层设置。
6.根据权利要求1所述的阵列基板,其特征在于,所述阵列基板还包括设置在所述光敏二极管远离所述衬底基板一侧的发光器件,所述发光器件在所述衬底基板上的正投影与所述光敏二极管在所述衬底基板上的正投影不交叠。
7.根据权利要求6所述的阵列基板,其特征在于,发光器件和所述光敏二极管之间依次设置有第二平坦层和第二钝化层,所述第二钝化层远离所述第二平坦层的一侧设置有第一引线,所述第一引线通过贯穿所述第二平坦层和所述第二钝化层的第七通孔与所述第二光敏电极电连接,所述发光器件包括阳极层、发光层、阴极层,所述阳极层和所述第一引线同层设置。
8.根据权利要求6所述的阵列基板,其特征在于,所述阵列基板还包括第三晶体管和第四晶体管,所述第三晶体管为低温多晶硅晶体管,所述第四晶体管为金属氧化物晶体管,所述第三晶体管的第二极与所述第四晶体管的第一极电连接,所述第四晶体管的第二极与所述发光器件电连接。
9.一种电子装置,其特征在于,包括如权利要求1-8所述的阵列基板。
10.一种阵列基板的制作方法,其特征在于,包括以下步骤:
提供一衬底基板;
在所述衬底基板上形成并列设置的第一晶体管和第二晶体管;
形成光敏二极管;
其中,所述第一晶体管的第一极连接所述第二晶体管的第二极;
其中,所述第一晶体管为低温多晶硅晶体管,所述第二晶体管为金属氧化物晶体管;
所述光敏二极管包括第一光敏电极、第二光敏电极以及设置在所述第一光敏电极和所述第二光敏电极之间的光敏层,所述第一光敏电极与所述第一晶体管的第一栅极电连接。
11.根据权利要求10所述的阵列基板的制作方法,其特征在于,在形成所述第一晶体管和第二晶体管之后,执行以下步骤:
在所述第一晶体管和所述第二晶体管上形成第一平坦材料层和第一钝化材料层,对所述第一平坦材料层和所述第一钝化材料层进行一次构图工艺以形成贯穿其中的第一通孔;
形成第一光敏电极材料层并进行图案化工艺以形成填充在所述第一通孔中的第一连接电极和第一光敏电极。
12.根据权利要求10所述的阵列基板的制作方法,其特征在于,形成第一晶体管和第二晶体管的步骤依次包括:
形成低温多晶硅有源层和设置在其上的第一栅绝缘层;
采用一次图案化工艺形成第一晶体管的第一栅极和第二晶体管的遮光层;
形成第一层间绝缘层、金属氧化物有源层、第二栅绝缘层、第二晶体管的第二栅极和第二层间绝缘层,对所述第二层间绝缘层进行图案化工艺以形成贯穿所述第二层间绝缘层至金属氧化物有源层的第三通孔和第四通孔;
在所述第二层间绝缘层上形成光刻胶层,所述光刻胶层设置在所述第三通孔和第四通孔中;
对所述光刻胶层进行图案化以形成光刻胶去除区和光刻胶保留区;
以所述光刻胶为阻挡进行刻蚀以形成贯穿所述第一层间绝缘层以及第二层间绝缘层至第一栅极的第二通孔和贯穿所述第一层间绝缘层、第二层间绝缘层以及第一栅绝缘层至低温多晶硅有源层的第五通孔和第六通孔;
对经第五通孔和第六通孔暴露出来的低温多晶硅有源层的表面进行氢氟酸清洗;
剥离所述光刻胶层;
形成源/漏电极材料层并进行一次图案化工艺以形成填充所述第五通孔和第六通孔的第一源/漏电极、填充所述第二通孔的第二连接电极、填充所述第三通孔和第四通孔的第二源/漏电极。
13.根据权利要求10所述的阵列基板的制作方法,其特征在于,形成所述光敏二极管之后,所述步骤还包括:
依次形成第二平坦层和第二钝化层,所述第二平坦层和第二钝化层具有贯穿其中的第七通孔;
形成阳极材料层,并进行一次图案化工艺以形成第一引线和阳极层,所述第一引线通过第一通孔和第二光敏电极电连接。
14.根据权利要求13所述的阵列基板的制作方法,其特征在于,所述步骤还包括:在所述阳极层上形成发光层和阴极层以形成发光器件。
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