CN113193010A - 一种阵列基板及其制备方法、oled显示面板 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种阵列基板及其制备方法、OLED显示面板，包括衬底、第一薄膜晶体管和第二薄膜晶体管，第一薄膜晶体管具有第一有源层、第一栅极和第一源/漏极，第二薄膜晶体管具有第二有源层、第二栅极和第二源/漏极。其中，第一有源层和第二有源层同层且材料不同，第一栅极与第二栅极同层，第一源/漏极与第二源/漏极同层，因此制备具有不同材料的有源层的第一薄膜晶体管和第二薄膜晶体管只需要4个掩模板，掩模板的数量明显减少。
Description
技术领域
本发明涉及显示技术领域，尤其设计一种阵列基板及其制备方法、OLED显示面板。
背景技术
有机发光二极管(Organic Light Emitting Diode,OLED)显示技术与传统的液晶显示器(Liquid Crystal Display,LCD)不同，OLED无需背光灯，而是采用有机发光材料，当有电流通过时，这些有机发光材料就会发光。通过采用非常薄的有机材料涂层，使得OLED显示屏幕可以做得更轻更薄，且OLED显示屏幕可视角度更大，并且能够显著节省电能。
现有技术中，OLED的驱动背板采用低温多晶硅(Low Temperature Poly-Silicon,LTPS)工艺制作的LTPS薄膜晶体管(Thin Film Transistor,TFT)。但由于LTPS的漏电流较大，势必会造成显示装置的功耗增大。利用铟镓锌氧化物(indium gallium zinc oxide,IGZO)或氧化锌(ZnO)等氧化物作为有源层替换部分LTPS制作OLED显示装置的薄膜晶体管，简称低温多晶氧化物(Low Temperature Polycrystalline Oxide,LTPO)技术，利用氧化物(Oxide)漏电流低的优势降低显示装置在显示时漏电的可能。
常规的LTPO显示器件，包含LTPS和氧化物两组TFT器件结构，该制程工艺存在制程复杂且光罩(掩模板)数量多的问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种阵列基板及其制备方法、OLED显示面板，旨在减少制备过程中使用掩模板的数量。
一方面，本发明提供一种阵列基板，包括：
衬底；
位于所述衬底上方且具有第一有源层、第一栅极和第一源/漏极的第一薄膜晶体管；以及，
位于所述衬底上方且具有第二有源层、第二栅极和第二源/漏极的第二薄膜晶体管；
其中，所述第一有源层与所述第二有源层同层且材料不同，所述第一栅极与所述第二栅极同层，且所述第一源/漏极与所述第二源/漏极同层。
进一步优选的，还包括位于所述衬底上且位于所述第一薄膜晶体管和所述第二薄膜晶体管下方的屏蔽层，以及位于所述衬底上且覆盖所述屏蔽层的缓冲层，所述屏蔽层通过第一导电柱与所述第一源/漏极和/或第二源/漏极电连接。
进一步优选的，所述衬底包括堆叠设置的有机层和无机层。
进一步优选的，所述第一有源层的材料为低温多晶硅，所述第二有源层的材料为氧化物。
进一步优选的，所述第一薄膜晶体管还包括位于所述缓冲层上的第一栅极绝缘层，位于所述第一栅极绝缘层上的第二栅极绝缘层，以及位于所述第二栅极绝缘层上的第三栅极。
进一步优选的，所述第一源/漏极与所述第二源/漏极连接，所述第一导电柱位于所述第一薄膜晶体管和所述第二薄膜晶体管的连接处。
进一步优选的，还包括覆盖所述第一源/漏极和所述第二源/漏极的钝化层，位于所述钝化层上的平坦层，以及位于所述平坦层上的阳极层和像素定义层，所述阳极层通过第二导电柱与所述第一源/漏极和/或第二源/漏极电连接。
另一方面，本发明提供一种阵列基板的制备方法，包括：
提供衬底；
在所述衬底上方形成具有第一有源层、第一栅极和第一源/漏极的第一薄膜晶体管，以及位于所述衬底上方且具有第二有源层、第二栅极和第二源/漏极的第二薄膜晶体管，所述第一有源层与所述第二有源层同层且材料不同，且所述第一栅极和所述第二栅极通过一次构图工艺形成，所述第一源/漏极和所述第二源/漏极通过一次构图工艺形成。
进一步优选的，还包括：
形成位于所述衬底上且位于所述第一薄膜晶体管和所述第二薄膜晶体管下方的屏蔽层，所述屏蔽层通过第一导电柱与所述第一源/漏极和/或所述第二源/漏极电连接；
形成位于所述衬底上且覆盖所述屏蔽层的缓冲层。
再一方面，本发明提供一种OLED显示面板，包括：
如上述任一项所述的阵列基板；
位于所述阵列基板上的有机发光层；
位于所述有机发光层上的阴极层；
位于所述阴极层上的薄膜封装层；
位于所述薄膜封装层上的触控层；
位于所述触控层上的偏光片；以及，
位于所述偏光片上的盖板。
本发明的有益效果是：本发明提供一种阵列基板及其制备方法、OLED显示面板，包括衬底、第一薄膜晶体管和第二薄膜晶体管，第一薄膜晶体管具有第一有源层、第一栅极和第一源/漏极，第二薄膜晶体管具有第二有源层、第二栅极和第二源/漏极。其中，第一有源层和第二有源层同层且材料不同，第一栅极与第二栅极同层，第一源/漏极与第二源/漏极同层，因此制备具有不同材料的有源层的第一薄膜晶体管和第二薄膜晶体管只需要4个掩模板，掩模板的数量明显减少。
附图说明
下面结合附图，通过对本发明的具体实施方式详细描述，将使本发明的技术方案及其它有益效果显而易见。
图1是本发明第一实施例提供的阵列基板的结构示意图；
图2是本发明第二实施例提供的阵列基板的结构示意图；
图3是本发明第二实施例的变形例提供的阵列基板的结构示意图；
图4是本发明第三实施例提供的阵列基板的结构示意图；
图5是本发明第四实施例提供的阵列基板的制备方法的流程示意图；
图6a-6g是本发明第四实施例提供的阵列基板的制备过程中的结构示意图；
图7是本发明第五实施例提供的OLED显示面板的结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个所述特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
下文的公开提供了许多不同的实施方式或例子用来实现本发明的不同结构。为了简化本发明的公开，下文中对特定例子的部件和设置进行描述。当然，它们仅仅为示例，并且目的不在于限制本发明。此外，本发明可以在不同例子中重复参考数字和/或参考字母，这种重复是为了简化和清楚的目的，其本身不指示所讨论各种实施方式和/或设置之间的关系。此外，本发明提供了的各种特定的工艺和材料的例子，但是本领域普通技术人员可以意识到其他工艺的应用和/或其他材料的使用。
请参阅图1，图1是本发明第一实施例提供的阵列基板的结构示意图。该阵列基板100包括衬底101，位于衬底101上的第一薄膜晶体管110和第二薄膜晶体管120。衬底101可以为柔性PI材料。第一薄膜晶体管110包括位于衬底101上的第一有源层111，位于衬底101上且覆盖第一有源层111的第一栅极绝缘层102，位于第一栅极绝缘层102上的第一栅极112，位于第一栅极绝缘层102上且覆盖第一栅极112的介质层103，位于介质层103上且通过第一导电触点1130与第一有源层111电连接的第一源/漏极113。与第一薄膜晶体管110一样，第二薄膜晶体管120包括位于衬底101上的第二有源层121，位于衬底上且覆盖第二有源层121的第一栅极绝缘层102，位于第一栅极绝缘层102上的第二栅极122，位于第一栅极绝缘层102上且覆盖第二栅极122的介质层103，位于介质层103上通过第二导电触点1230与第二有源层121电连接的第二源/漏极123。在本实施例中，第一源/漏极113与第二源/漏极123连接。可选的，根据不同的电路设计，第一源/漏极113可以不与第二源/漏极123连接。
其中，第一有源层111与第二有源层121同层但是材料不同，第一有源层111的材料可以为低温多晶硅(Low Temperature Poly-Silicon,LTPS)，第二有源层121的材料可以为氧化物，比如铟镓锌氧化物(Indium Gallium Zinc Oxide,IGZO)、氧化锌(ZnO)。根据有源层材料的特性，第一薄膜晶体管110可以作为驱动薄膜晶体管(Thin Film Transistor,TFT)，第二薄膜晶体管120可以作为开关TFT。在本实施例中，第一栅极112与第二栅极122同层，第一源/漏极113与第二源/漏极123同层。由于第一有源层111和第二有源层121的材料不同，在制备时需要2个掩模板，另外形成栅极和源/漏极各需要一个掩模板，所以制备第一薄膜晶体管110和第二薄膜晶体管120一共只需要4个掩模板。
在本实施例中，该阵列基板100还包括位于介质层103上且覆盖第一源/漏极113和第二源/漏极123的钝化层104，位于钝化层104上的平坦层105，位于平坦层105上的阳极层106和像素定义层107，所述像素定义层107位于所述阳极层106的上方且暴露出阳极层106。
在现有技术中，这两个薄膜晶体管的有源层不设置在同一层，导致源/漏极也不设置在同一层，制备时需要更多掩模板。区别于现有技术，本发明实施例提供的阵列基板100的两个薄膜晶体管只需要4个掩模板，使用掩模板的数量明显减少，不仅可以节省工艺步骤，还可以节省成本。
请参阅图2，图2是本发明第二实施例提供的阵列基板的结构示意图。该阵列基板200包括衬底201，位于衬底201上的屏蔽层205，位于衬底201上且覆盖屏蔽层205的缓冲层206，以及位于缓冲层206上的第一薄膜晶体管210和第二薄膜晶体管220。其中，第一薄膜晶体管210包括第一有源层211、覆盖第一有源层211的第一栅极绝缘层202、位于第一栅极绝缘层202上的第一栅极212、覆盖第一栅极212的介质层203、位于介质层203上的第一源/漏极213，覆盖第一源/漏极213的钝化层204。第二薄膜晶体管220也包括第一有源层221、第一栅极绝缘层202、第二栅极222、介质层203、第二源/漏极223和钝化层204。其中，第一源/漏极213通过第一导电触点2130与第一有源层211电连接，第二源/漏极223通过第二导电触点2230与第二有源层221电连接。其中，第一导电触点2130和第二导电触点2230垂直穿过介质层203和部分第一栅极绝缘层202。
其中，屏蔽层205的材料为金属，屏蔽层205通过第一导电柱2050与上方的源/漏极电连接，所述第一导电柱2050垂直穿过介质层203、第一栅极绝缘层202和部分缓冲层206，其下端与屏蔽层205接触，上端与源/漏极接触。当第一源/漏极213与第二源/漏极223连接时，第一导电柱2050的上端可以与第一源/漏极213和第二源/漏极223接触，进一步的，第一导电柱2050可以正好位于两者的连接处。当第一源/漏极213与第二源/漏极223不连接时，第一导电柱2050的上端可以与任一个源/漏极接触。
在本实施例中，衬底201包括堆叠设置的有机层2011和无机层2012，有机层2011可以为聚酰亚胺(Polyimide,PI)，PI作为柔性基板，无机层2012可以为阻水性能好的无机材料，设置这种叠层结构的衬底201的目的主要是为了后续的性能测试。研究发现，这些有机层2011和无机层2012，以及缓冲层206、第一栅极绝缘层202和介质层203都会存在一定的移动电荷，移动电荷受TFT器件电流等驱动的作用，会反向影响器件的正常工作，从而会使TFT器件电学性能恶化，对TFT信赖性及光学评价等项目造成不良影响。本实施例提供的阵列基板200中的屏蔽层205可以将移动电荷吸引过来并通过源/漏极导出去，由于屏蔽层205位于TFT的下方，因此能够对TFT下方和侧面的移动电荷起到屏蔽作用，从而在保持器件优异电学特性的同时，明显改善TFT信赖性，进而实现性能优异的柔性显示屏幕。
在本实施例中，屏蔽层205主要是屏蔽移动电荷对有源层的影响，因此屏蔽层205的位置靠近第一有源层211和第二有源层221。在一些实施例中，为了屏蔽移动电荷对其他结构的影响，屏蔽层205还可以位于其他位置。
请参阅图3，图3是本发明第二实施例的变形例提供的阵列基板的结构示意图。在变形例中与第二实施例相同的结构使用相同的标号。此变形例中的阵列基板200与第二实施例中的阵列基板200的区别在于第一导电柱2050的位置。在本实施例中，第一源/漏极213与第二源/漏极223不连接，第一导电柱2050与四个源/漏极其中一个源/漏极接触都可以。可选的，第一导电柱2050可以在屏蔽层205的左侧与最左边的第一源/漏极213连接，也可以在屏蔽层205的右侧与最右边的第二源/漏极223连接。屏蔽层205将有机层2011和无机层2022中的移动电荷吸引过来，然后通过第一导电柱2050导向源/漏极，最后通过源/漏极导出，可以减小屏蔽层205下方移动电荷的影响。对于屏蔽层205上方的移动电荷，也能够起到一定的屏蔽作用，这主要取决于屏蔽层205上加的电压和对移动电荷的吸引能力。
请参阅图4，图4是本发明第三实施例提供的阵列基板的结构示意图，为了便于理解，第三实施例中与第二实施例相同的结构使用相同的标号。第三实施例与第二实施例的区别在于，第一薄膜晶体管210是双栅结构，即还包括第三栅极214。具体的，第一薄膜晶体管210包括位于缓冲层206上的第一有源层211、位于缓冲层206上且覆盖第一有源层211的第一栅极绝缘层202、位于第一栅极绝缘层202上的第一栅极212、位于第一栅极绝缘层202上且覆盖第一栅极212的第二栅极绝缘层207，位于第二栅极绝缘层207上的第三栅极214，位于第二栅极绝缘层207上且覆盖第三栅极214的介质层203，以及位于介质层203上的第一源/漏极213。其中第一源/漏极213通过第一导电触点2130与第一有源层211的两端电连接。
在本实施例中，第一薄膜晶体管210为双栅结构，可以提高器件的稳定性。可选的，第三栅极214可以位于第一有源层211的下方。在一些实施例中，第二薄膜晶体管220也可以为双栅结构。
请参阅图5，图5是本发明第四实施例提供的阵列基板的制备方法的流程示意图。请同时参阅图6a-6g，图6a-6g是本发明第四实施例提供的阵列基板的制备过程中的结构示意图。该制备方法可以用于形成第三实施例中的阵列基板200，因此请同时参阅图4。该阵列基板的制备方法包括以下步骤S1-S4。
首先请参见图5中的步骤S1-S3和图6a。
步骤S1：提供衬底201。
步骤S2：形成位于衬底201上的屏蔽层205。
步骤S3：形成位于衬底201上且覆盖所述屏蔽层205的缓冲层206。
在一实施例中，依次形成有机层2011、无机层1012、有机层2011和无机层2012的叠层衬底，有机层2011为PI，无机层1012为阻水性能好的无机材料。然后在衬底201上沉积金属材料，并利用掩模板进行图案化工艺形成屏蔽层205，再采用化学气相沉积(ChemicalVapor Deposition,CVD)形成缓冲层206，形成的结构如图6a所示。
请参见图5中的步骤S4和图6b-6g。
步骤S4：在缓冲层206上形成具有第一有源层211、第一栅极212和第一源/漏极213的第一薄膜晶体管210，以及具有第二有源层221、第二栅极222和第二源/漏极223的第二薄膜晶体管220，所述第一有源层211与所述第二有源层221同层且材料不同，且所述第一栅极212和所述第二栅极222通过一次构图工艺形成，所述第一源/漏极213和所述第二源/漏极223通过一次构图工艺形成。
具体的，步骤S4包括：1)先在缓冲层206上沉积低温多晶硅(LTPS)，并进行图案化工艺形成第一有源层211，形成的结构如图6b所示。2)在缓冲层206上沉积铟镓锌氧化物(IGZO)并进行图案化工艺形成第二有源层221，再形成覆盖第一有源层211和第二有源层221的第一栅极绝缘层202，形成的结构如图6c所示。3)在第一栅极绝缘层202上沉积栅极材料，并利用掩模板进行图案化工艺同时形成第一栅极212和第二栅极222，然后形成覆盖第一栅极212和第二栅极222的第二栅极绝缘层207，形成的结构如图6d所示。4)在第二栅极绝缘层207上沉积栅极材料，并利用掩模板进行图案化工艺形成第三栅极214，然后形成覆盖第三栅极214的第二介质层203，形成的结构如图6e所示。5)对介质层203、第二栅极绝缘层207和部分第一栅极绝缘层202分步进行激光打孔，在第一有源层211和第二有源层221的两端形成第一通孔208，所述第一通孔208的下端与第一有源层211和第二有源层221接触。同时在对应屏蔽层205的中间位置对介质层203、第二栅极绝缘层207、第一栅极绝缘层202和部分缓冲层206进行激光打孔，形成下端与屏蔽层205接触的第二通孔209。第一通孔208和第二通孔209是采用分步刻蚀打孔同时制备的，形成第一通孔208后，在第二通孔209的位置继续向下打孔至屏蔽层205以形成第二通孔209，形成的结构如图6f所示。6)在第一通孔208和第二通孔209中沉积导电材料，沉积的导电材料会覆盖介质层203，再利用掩模板进行图案化工艺以形成第一导电触点2130和第一源/漏极213，第二导电触点2230和第二源/漏极223，以及第一导电柱2050，形成的结构如图6g所示。其中，第一导电柱2050与第一导电触点2130和第二导电触点2230的材料可以不同。7)形成覆盖第一源/漏极213和第二源/漏极223的钝化层204，形成的结构如图4所示。
本发明实施例提供的阵列基板200的制备方法，当第一薄膜晶体管210和第二薄膜晶体管220都是单个栅极结构时(不需要形成第三栅极214)，第一有源层211和第二有源层221需要2个掩模板进行两次构图工艺(图案化)，第一栅极212和第二栅极222需要1个掩模板进行一次构图工艺形成，第一源/漏极213和第二源/漏极223需要1个掩模板进行一次构图工艺形成，所以一共只需要4个掩模板进行四次构图工艺就可以形成如图2所示的第一薄膜晶体管210和第二薄膜晶体管220，相比于现有技术中第一有源层211和第二有源层221处于不同层的结构的制备，本发明实施例提供的有源层材料不同的两个薄膜晶体管的制备方法使用掩模板的数量和构图工艺明显减少。当第一薄膜晶体管210为双栅结构(图4)时，一共需要5个掩模板进行5次构图工艺形成两个薄膜晶体管。
本发明实施例的制备方法还增加1个掩模板进行一次构图工艺形成位于第一薄膜晶体管210和第二薄膜晶体管220下方的屏蔽层205，可以有效屏蔽有机层2011和无机层2012中的移动电荷对TFT的影响，在保持器件优异电学特性的同时，明显改善TFT信赖性等，从而实现性能优异的柔性显示屏幕。
请参阅图7，图7是本发明第五实施例提供的OLED显示面板的结构示意图。该OLED显示面板300中与阵列基板200中相同的结构使用相同的标号，该阵列基板还包括位于钝化层204上的平坦层301，位于平坦层301上的阳极层302和像素定义层303，所述像素定义层303位于所述阳极层302的上方且暴露出阳极层302。其中，阳极层302通过第二导电柱3020与所述第一源/漏极213和/或第二源/漏极223电连接，所述第二导电柱3020垂直穿过平坦层301和部分钝化层204。该OLED显示面板300还包括位于所述阵列基板(即阳极层302和像素定义层303)上的有机发光层304，位于所述有机发光层304上的阴极层305，位于所述阴极层305上的薄膜封装层306，位于所述薄膜封装层306上的触控层307，位于所述触控层307上的偏光片308，以及位于所述偏光片308上的盖板309。本发明实施例提供的OLED显示面板具有与上述阵列基板相同的有益效果，在此不再赘述。
以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的技术方案及其核心思想；本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例的技术方案的范围。
Claims (10)
1.一种阵列基板，其特征在于，包括：
衬底；
位于所述衬底上方且具有第一有源层、第一栅极和第一源/漏极的第一薄膜晶体管；以及，
位于所述衬底上方且具有第二有源层、第二栅极和第二源/漏极的第二薄膜晶体管；
其中，所述第一有源层与所述第二有源层同层且材料不同，所述第一栅极与所述第二栅极同层，且所述第一源/漏极与所述第二源/漏极同层。
2.根据权利要求1所述的阵列基板，其特征在于，还包括位于所述衬底上且位于所述第一薄膜晶体管和所述第二薄膜晶体管下方的屏蔽层，以及位于所述衬底上且覆盖所述屏蔽层的缓冲层，所述屏蔽层通过第一导电柱与所述第一源/漏极和/或第二源/漏极电连接。
3.根据权利要求2所述的阵列基板，其特征在于，所述衬底包括堆叠设置的有机层和无机层。
4.根据权利要求1所述的阵列基板，其特征在于，所述第一有源层的材料为低温多晶硅，所述第二有源层的材料为氧化物。
5.根据权利要求2所述的阵列基板，其特征在于，所述第一薄膜晶体管还包括位于所述缓冲层上的第一栅极绝缘层，位于所述第一栅极绝缘层上的第二栅极绝缘层，以及位于所述第二栅极绝缘层上的第三栅极。
6.根据权利要求2所述的阵列基板，其特征在于，所述第一源/漏极与所述第二源/漏极连接，所述第一导电柱位于所述第一薄膜晶体管和所述第二薄膜晶体管的连接处。
7.根据权利要求1所述的阵列基板，其特征在于，还包括覆盖所述第一源/漏极和所述第二源/漏极的钝化层，位于所述钝化层上的平坦层，以及位于所述平坦层上的阳极层和像素定义层，所述阳极层通过第二导电柱与所述第一源/漏极和/或第二源/漏极电连接。
8.一种阵列基板的制备方法，其特征在于，包括：
提供衬底；
在所述衬底上方形成具有第一有源层、第一栅极和第一源/漏极的第一薄膜晶体管，以及位于所述衬底上方且具有第二有源层、第二栅极和第二源/漏极的第二薄膜晶体管，所述第一有源层与所述第二有源层同层且材料不同，且所述第一栅极和所述第二栅极通过一次构图工艺形成，所述第一源/漏极和所述第二源/漏极通过一次构图工艺形成。
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，还包括：
形成位于所述衬底上且位于所述第一薄膜晶体管和所述第二薄膜晶体管下方的屏蔽层，所述屏蔽层通过第一导电柱与所述第一源/漏极和/或所述第二源/漏极电连接；
形成位于所述衬底上且覆盖所述屏蔽层的缓冲层。
10.一种OLED显示面板，其特征在于，包括：
如权利要求1-7任一项所述的阵列基板；
位于所述阵列基板上的有机发光层；
位于所述有机发光层上的阴极层；
位于所述阴极层上的薄膜封装层；
位于所述薄膜封装层上的触控层；
位于所述触控层上的偏光片；以及，
位于所述偏光片上的盖板。
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