CN114975491A - 一种阵列基板、平板探测器和阵列基板的制作方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种阵列基板、平板探测器和阵列基板的制作方法。阵列基板包括衬底，阵列基板包括显示区和探测区，探测区包括位于衬底上的薄膜晶体管，以及位于薄膜晶体管远离衬底一侧的光电二极管，阵列基板还包括位于薄膜晶体管和光电二极管之间的第一无机保护层、有机保护层和第二无机保护层，第一无机保护层、有机保护层和第二无机保护层沿远离衬底的方向依次层叠设置，光电二极管在衬底上的正投影位于有机保护层在衬底上的正投影的范围之内。本发明实施例通过制作覆盖半导体层的有机保护层，能够通过有机保护层阻挡制作光电二极管过程中氢向半导体层扩散的可能性，有助于提高阵列基板的可靠性。

Description

一种阵列基板、平板探测器和阵列基板的制作方法
技术领域
本发明涉及检测技术领域，尤其涉及一种阵列基板、平板探测器和阵列基板的制作方法。
背景技术
阵列基板上可以设置光电二极管作为光传感器以实现对亮度的检测，这种阵列基板应用于显示装置，以对环境亮度进行检测以对显示效果进行补偿，该阵列基板还可以应用于进行X射线检测的平板检测器等医疗设备。光电二极管制作过程中通常需要沉积氢化硅或氢气的气体气氛下进行沉积，或称氢环境，在长时间的氢环境下，阵列基板上的薄膜晶体管的半导体层可能会受到影响，对阵列基板的性能造成影响。
发明内容
本发明实施例提供一种阵列基板、平板探测器和阵列基板的制作方法，以解决制作光电二极管的氢环境下，半导体层可能会受到影响，对阵列基板的性能造成影响的问题。
第一方面，本发明实施例提供了一种阵列基板，包括衬底，所述阵列基板包括显示区和探测区，所述探测区包括位于所述衬底上的薄膜晶体管，以及位于所述薄膜晶体管远离所述衬底一侧的光电二极管，所述阵列基板还包括位于所述薄膜晶体管和所述光电二极管之间的第一无机保护层、有机保护层和第二无机保护层，所述第一无机保护层、有机保护层和第二无机保护层沿远离所述衬底的方向依次层叠设置，所述光电二极管在所述衬底上的正投影位于所述有机保护层在所述衬底上的正投影的范围之内。
可选的，所述薄膜晶体管包括第一薄膜晶体管，所述第一薄膜晶体管包括第一源漏金属层，所述阵列基板还包括第二源漏金属层，所述第二源漏金属层位于所述第一源漏金属层远离所述衬底的一侧且与所述第一源漏金属层相连，所述光电二极管在所述衬底上的正投影位于所述第二源漏金属层在所述衬底上的正投影的范围之内。
可选的，沿第一方向上，所述有机保护层在所述衬底上的正投影的边缘，位于所述第一源漏金属层在所述衬底上的正投影的边缘和所述第二源漏金属层在所述衬底上的正投影的边缘之间，其中，所述第二源漏金属层在所述衬底上的正投影覆盖所述第一源漏金属层在所述衬底上的正投影；
其中，所述第一方向为所述有机保护层的宽度的方向。
可选的，还包括位于所述光电二极管远离所述衬底一侧的透明导电层，所述透明导电层与所述光电二极管相连；
沿第二方向上，所述有机保护层在所述衬底上的正投影的边缘，位于所述第一源漏金属层在所述衬底上的正投影的边缘和所述透明导电层在所述衬底上的正投影的边缘之间；
其中，所述第二方向为所述有机保护层的长度的方向。
可选的，所述有机保护层的材料包括光阻稳氢材料，所述光阻稳氢材料的固化温度不大于260摄氏度。
可选的，所述第一薄膜晶体管包括半导体层，所述第二源漏金属层在所述衬底上的正投影覆盖所述半导体层在所述衬底上的正投影的至少部分。
可选的，所述第一无机保护层在所述衬底上的正投影和所述第二无机保护层在所述衬底上的正投影重叠。
可选的，还包括位于所述薄膜晶体管和所述衬底之间的遮光层和缓冲层，所述缓冲层位于所述遮光层远离所述衬底的一侧，所述遮光层包括多个相互独立的遮光层图形，每一所述遮光层图形在所述衬底上的正投影覆盖一个所述薄膜晶体管的半导体层在所述衬底上的正投影，所述薄膜晶体管还包括第二薄膜晶体管，所述第二薄膜晶体管的半导体层或栅极层与相对应的遮光层图形相连。
第二方面，本发明实施例还提供了一种平板探测器，包括第一方面中任一项所述的阵列基板。
第三方面，本发明实施例还提供了一种阵列基板的制作方法，用于制作第一方面中任一项所述的阵列基板，包括以下步骤：
提供一衬底；
在所述衬底上制作薄膜晶体管；
在所述薄膜晶体管远离所述衬底的一侧制作沿远离所述衬底的方向依次层叠设置的第一无机保护层、有机保护层和第二无机保护层；
在所述第二无机保护层远离所述衬底的一侧制作光电二极管，所述光电二极管在所述衬底上的正投影位于所述有机保护层在所述衬底上的正投影的范围之内。
可选的，所述薄膜晶体管远离所述衬底的一侧制作沿远离所述衬底的方向依次层叠设置的第一无机保护层、有机保护层和第二无机保护层，包括：
在所述薄膜晶体管远离所述衬底的一侧沉积第一无机材料层；
在所述第一无机材料层远离所述衬底的一侧制作有机保护层；
在所述有机保护层远离所述衬底的一侧沉积第二无机材料层；
通过一次构图工艺将所述第一无机材料层和所述第二无机材料层图形化，其中，图形化的第一无机材料层形成第一无机保护层，图形化的第二无机材料层形成第二无机材料层。
本发明实施例通过制作覆盖半导体层的有机保护层，能够通过有机保护层阻挡制作光电二极管过程中氢向半导体层扩散的可能性，进一步的，通过设置第二无机保护层，且有机保护层位于第一无机保护层和第二无机保护层之间，能够避免制作光电二极管过程中，有机保护层的材料污染光电二极管，有助于提高阵列基板的可靠性。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对本发明实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获取其他的附图。
图1是本发明一实施例提供的阵列基板的结构示意图；
图2是本发明一实施例提供的又一阵列基板的结构示意图。
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，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获取的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明实施例提供了一种阵列基板。
在本实施例中，该阵列基板包括衬底101，其中，衬底101可以选择玻璃基板，也可以选择聚酰亚胺(PI)等柔性基板。
如图1和图2所示，在一个实施例中，阵列基板包括显示区和探测区，显示区用于实现正常显示功能，探测区包括位于衬底101上的薄膜晶体管，以及位于薄膜晶体管远离衬底101一侧的光电二极管114，其中光电二极管114可以是PIN型光电二极管114。PIN型光电二极管包括依次层叠设置的P型半导体层1411、本征半导体层1412和N型半导体层1413组成的P-I-N结构，此处不做进一步限定和描述。
在其中一些实施例中，该阵列基板可以应用于显示装置以进行亮度检测，例如，可以检测显示亮度和环境亮度，并进一步对显示装置进行补偿。
如图1和图2所示，在另外一些实施例中，该阵列基板可以应用于X射线检测设备。
请继续参阅图1和图2，示例性的，阵列基板包括衬底101、遮光层102、缓冲层103、半导体层104(有源层)、栅极绝缘层105、栅极层106、第一源漏金属层107、介电层108、第一无机保护层109、有机保护层110、第二无机保护层111、第二源漏金属层112、第三无机保护层113、光电二极管114、透明导电层115、树脂层116和公共电极层117。
显示区包括像素单元，其中，像素单元包括不同颜色的子像素，示例性的，可以包括红色子像素R、绿色子像素G和蓝色子像素B，其中，不同颜色子像素可以通过相应颜色的发光单元实现，也可以通过发光单元配合彩色滤光片实现。发光单元由驱动电极121、发光层122和公共电极层117共同组成。
在探测区进一步包括闪烁体118、像素界定层119和绝缘层120。进一步的，在闪烁体118远离衬底101的一侧，还可以设置盖板123。
该X射线检测设备可以通过间接转换法实现对X射线的检测。其中，间接转换法指的是利用闪烁体118接收通过物体发射的X射线，闪烁体118中包括荧光剂，荧光剂的材料可以包括Gd2O2S硫化钆等，工作过程中，当X射线照射到闪烁体118时，闪烁体118能够产生可见光，从而实现将X射线转换成光信号，然后由光电二极管114检测所转换的光，每个光电二极管114位于50～150um间距闪烁体118下的每个像素中，光电二极管114将闪烁体118发出的光线转换为电荷，进一步的，这些电荷通过薄膜晶体管作为电压信号传输，最后，根据所获得的电压信号生成二维图像。
本实施例中，阵列基板还包括位于薄膜晶体管和光电二极管114之间的第一无机保护层109(PVX1)、有机保护层110和第二无机保护层111(PVX2)。第一无机保护层109、有机保护层110和第二无机保护层111沿远离衬底101的方向依次层叠设置，光电二极管114在衬底101上的正投影位于有机保护层110在衬底101上的正投影的范围之内。
在制作光电二极管114过程中，需要在氢化硅和氢气的气体条件下进行材料的沉积，也称氢氛围或氢环境。薄膜晶体管的半导体层104通常包括金属氧化物，例如铟镓锌氧化物(IGZO)，由于金属氧化物具有相对较高的迁移率，因此更适合作为半导体层104的材料。在长时间的氢氛围下，金属氧化物的半导体容易被导体化，会对其正常功能造成影响。
本实施例中通过在光电二极管114和薄膜晶体管之间制作有机保护层110，能够通过有机保护层110降低沉积制作光电二极管114过程中，氢元素向半导体层104扩散的可能性，从而有助于提高阵列基板上薄膜晶体管的可靠性。
本发明实施例通过制作覆盖半导体层104的有机保护层110，能够通过有机保护层110阻挡制作光电二极管114过程中氢向半导体层104扩散的可能性，进一步的，通过设置第二无机保护层111，且有机保护层110位于第一无机保护层109和第二无机保护层111之间，能够避免制作光电二极管114过程中，有机保护层110的材料污染光电二极管114，有助于提高阵列基板的可靠性。
在其中一些实施例中，薄膜晶体管包括第一薄膜晶体管，第一薄膜晶体管包括第一源漏金属层107，阵列基板还包括第二源漏金属层112，第二源漏金属层112位于第一源漏金属层107远离衬底101的一侧且与第一源漏金属层107相连，光电二极管114在衬底101上的正投影位于第二源漏金属层112在衬底101上的正投影的范围之内。
本实施例中，第一薄膜晶体管用于传输相对应的光电二极管114产生的电信号，工作过程中，光电二极管114感光产生电信号，通过透明导电层115将电信号传递至相对应的第一薄膜晶体管，当第一薄膜晶体管打开时，能够通过该第一薄膜晶体管将电信号传输至第二源漏金属层112，并通过第二源漏金属层112输出。
在其中一些实施例中，光电二极管114在衬底101上的正投影的边缘与第二源漏金属层112在衬底101上的正投影的边缘之间的最小距离不小于7微米。本实施例中通过控制光电二极管114的正投影和第二源漏金属层112的正投影的相对位置，能够降低环境光线对光电二极管114可能造成的影响，提高信噪比，以提高检测结果的精度。
在其中一些实施例中，沿第一方向上，有机保护层110在衬底101上的正投影的边缘，位于第一源漏金属层107在衬底101上的正投影的边缘和第二源漏金属层112在衬底101上的正投影的边缘之间，其中，第二源漏金属层112在衬底101上的正投影覆盖第一源漏金属层107在衬底101上的正投影。
在其中一些实施例中，还包括位于光电二极管114远离衬底101一侧的透明导电层115，透明导电层115与光电二极管114相连；沿第二方向上，有机保护层110在衬底101上的正投影的边缘，位于第一源漏金属层107在衬底101上的正投影的边缘和透明导电层115在衬底101上的正投影的边缘之间。
本实施例中，第一方向为有机保护层110的宽度的方向，第二方向为有机保护层110的长度的方向，本实施例中通过控制有机保护层110和光电二极管114的相对位置，能够降低暗电流，同时不会对光电流造成影响，有助于进一步提高检测精度。
在其中一些实施例中，有机保护层110的材料包括光阻稳氢材料，本实施例中可以通过有机物的相互作用来实现光稳定性好阻氢的效果，具体的，可以采用的阻氢添加剂可以为有机物质，通过有机物质之间的相互作用或反应起到阻氢效果，具体物质种类可以根据实际需要灵活选择，例如可以选择具有一定聚合度聚酰亚胺类材料，并进一步添加现有的或改进的阻氢添加剂，形成光阻稳氢材料。
光阻稳氢材料的固化温度不大于260摄氏度。示例性的，可以控制在180至230摄氏度，这样，有机保护层110的固化温度相对较低，能够避免高温工艺对于薄膜晶体管造成的影响。所选用的光阻稳氢材料的分解温度需要相对较高，本实施例中，具体不低于450摄氏度，从而避免光阻稳氢材料在制作光电二极管114过程中的高温下而分解。
本实施例中，光阻稳氢材料的固化温度和分解温度可以通过有机物之间的配合实现，示例性的，可以通过控制聚酰亚胺类材料的聚合度以满足上述温度要求。
有机保护层110中还可以进一步添加感光剂，感光剂可选择双叠氮类感光剂、肉桂酸类、聚烃类感光剂，感光剂主要用于在光照条件下增加有机保护层110的不透明度，应当理解的是，薄膜晶体管的有源层的材料包括半导体，半导体的电学性能容易受到光照的影响，通过在有机保护层110中添加感光剂，有助于降低光电二极管114的光线对于薄膜晶体管的性能造成的影响。
在其中一些实施例中，第一薄膜晶体管包括半导体层104，第二源漏金属层112在衬底101上的正投影覆盖半导体层104在衬底101上的正投影的至少部分，通过控制第二源漏金属层112一定程度上覆盖半导体层104，能够实现利用第二源漏金属层112阻止氢向第一薄膜晶体管的半导体层104扩散，有助于提高对于目标晶体管的半导体层104的保护效果。
在其中一些实施例中，第一无机保护层109在衬底101上的正投影和第二无机保护层111在衬底101上的正投影重叠。
本实施例中，第一无机保护层109主要与用于保护薄膜晶体管，第二无机保护层111主要用于保护光电二极管114，应当理解的是，制作光电二极管114过程中，可能包括干刻的步骤，而该干刻的过程可能会产生过刻导致有机保护层110的材料污染光电二极管114的侧壁。
通过设置该第二无机保护层111，能够避免后续制作光电二极管114过程中，有机保护层110的材料污染光电二极管114。同时，通过设置第一无机保护层109在衬底101上的正投影和第二无机保护层111在衬底101上的正投影重叠，可以通过一次图形化同一制作第一无机保护层109和第二无机保护层111，有助于节约工艺步骤，降低成本。
在其中一些实施例中，还包括位于薄膜晶体管和衬底101之间的遮光层102和缓冲层103，缓冲层103位于遮光层102远离衬底101的一侧，遮光层102包括多个相互独立的遮光层102图形，每一遮光层102图形在衬底101上的正投影覆盖一个薄膜晶体管的半导体层104在衬底101上的正投影，薄膜晶体管还包括第二薄膜晶体管，第二薄膜晶体管的半导体层104或栅极层106与相对应的遮光层102图形相连。
该遮光层102主要用于遮挡可能照射至薄膜晶体管的光线，有助于提高薄膜晶体管的稳定性。
本实施例中的第二薄膜晶体管指的是用于驱动像素单元，以实现显示功能的薄膜晶体管。这样，第二薄膜晶体管的半导体层104或栅极层106与相对应的遮光层102图形相连，遮光层102与第二薄膜晶体管相当于共同构成了一个双栅结构的薄膜晶体管，有助于提高对于显示过程的驱动控制效果。
本发明实施例还提供了一种平板探测器，包括以上任一项所述的阵列基板。
本发明实施例的平板探测器包括上述阵列基板实施例的全部技术方案，因此至少能够实现上述全部技术效果，此处不再赘述。
本发明实施例还提供了一种阵列基板的制作方法。
该方法用于以上任一项的阵列基板，在一个实施例中，该阵列基板的制作方法包括以下步骤：
提供一衬底101基板；
在所述衬底101基板上制作薄膜晶体管；
在所述薄膜晶体管远离所述衬底101基板的一侧制作沿远离所述衬底101基板的方向依次层叠设置的第一无机保护层、有机保护层和第二无机保护层；
在所述第二无机保护层远离所述衬底101基板的一侧制作光电二极管，所述光电二极管在所述衬底101上的正投影位于所述有机保护层在所述衬底101上的正投影的范围之内。
本实施例的技术方案中，所制作的阵列基板为上述阵列基板实施例中任一种阵列基板，此处不再赘述。
在其中一些实施例中，所述在所述薄膜晶体管远离所述衬底的一侧制作沿远离所述衬底的方向依次层叠设置的第一无机保护层、有机保护层和第二无机保护层之前，还包括：
在所述薄膜晶体管远离所述衬底的一侧制作介电层。
本实施例中，首先需要沉积介电层的材料，然后将其图形化形成介电层。本实施例中，在沉积介电层的材料的过程中，沉积功率为1300至1800W，沉积压强为1800至2400mTorr，沉积时间为220至280秒。
本实施例的技术方案中，显著提高了沉积功率和沉积压强，并延长了沉积时间，这样，能够形成相对致密且相对较厚的介电层，有助于提高对于氢的阻挡能力。
在其中一些实施例中，所述薄膜晶体管远离所述衬底的一侧制作沿远离所述衬底的方向依次层叠设置的第一无机保护层、有机保护层和第二无机保护层，包括：
在所述薄膜晶体管远离所述衬底的一侧沉积第一无机材料层；
在所述第一无机材料层远离所述衬底的一侧制作有机保护层；
在所述有机保护层远离所述衬底的一侧沉积第二无机材料层；
通过一次构图工艺将所述第一无机材料层和所述第二无机材料层图形化，其中，图形化的第一无机材料层形成第一无机保护层，图形化的第二无机材料层形成第二无机材料层。
应当理解的是，本实施例的技术方案中，第一保护层主要用于保护薄膜晶体管，第二保护层则主要与用于形成对有机保护层的防护，因此，本实施例中，可以理解为，本实施例中通过一次图形化工艺使得第一无机材料层形成第一无机保护层，第二无机材料层形成第二无机材料层，以节约工艺步骤。
以上，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims (11)

1.一种阵列基板，其特征在于，包括衬底，所述阵列基板包括显示区和探测区，所述探测区包括位于所述衬底上的薄膜晶体管，以及位于所述薄膜晶体管远离所述衬底一侧的光电二极管，所述阵列基板还包括位于所述薄膜晶体管和所述光电二极管之间的第一无机保护层、有机保护层和第二无机保护层，所述第一无机保护层、有机保护层和第二无机保护层沿远离所述衬底的方向依次层叠设置，所述光电二极管在所述衬底上的正投影位于所述有机保护层在所述衬底上的正投影的范围之内。
2.根据权利要求1所述的阵列基板，其特征在于，所述薄膜晶体管包括第一薄膜晶体管，所述第一薄膜晶体管包括第一源漏金属层，所述阵列基板还包括第二源漏金属层，所述第二源漏金属层位于所述第一源漏金属层远离所述衬底的一侧且与所述第一源漏金属层相连，所述光电二极管在所述衬底上的正投影位于所述第二源漏金属层在所述衬底上的正投影的范围之内。
3.根据权利要求2所述的阵列基板，其特征在于，沿第一方向上，所述有机保护层在所述衬底上的正投影的边缘，位于所述第一源漏金属层在所述衬底上的正投影的边缘和所述第二源漏金属层在所述衬底上的正投影的边缘之间，其中，所述第二源漏金属层在所述衬底上的正投影覆盖所述第一源漏金属层在所述衬底上的正投影；
其中，所述第一方向为所述有机保护层的宽度的方向。
4.根据权利要求3所述的阵列基板，其特征在于，还包括位于所述光电二极管远离所述衬底一侧的透明导电层，所述透明导电层与所述光电二极管相连；
沿第二方向上，所述有机保护层在所述衬底上的正投影的边缘，位于所述第一源漏金属层在所述衬底上的正投影的边缘和所述透明导电层在所述衬底上的正投影的边缘之间；
其中，所述第二方向为所述有机保护层的长度的方向。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的阵列基板，其特征在于，所述有机保护层的材料包括光阻稳氢材料，所述光阻稳氢材料的固化温度不大于260摄氏度。
6.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包括半导体层，所述第二源漏金属层在所述衬底上的正投影覆盖所述半导体层在所述衬底上的正投影的至少部分。
7.根据权利要求1至4中任一项所述的阵列基板，其特征在于，所述第一无机保护层在所述衬底上的正投影和所述第二无机保护层在所述衬底上的正投影重叠。
8.根据权利要求1至4中任一项所述的阵列基板，其特征在于，还包括位于所述薄膜晶体管和所述衬底之间的遮光层和缓冲层，所述缓冲层位于所述遮光层远离所述衬底的一侧，所述遮光层包括多个相互独立的遮光层图形，每一所述遮光层图形在所述衬底上的正投影覆盖一个所述薄膜晶体管的半导体层在所述衬底上的正投影，所述薄膜晶体管还包括第二薄膜晶体管，所述第二薄膜晶体管的半导体层或栅极层与相对应的遮光层图形相连。
9.一种平板探测器，其特征在于，包括权利要求1至8中任一项所述的阵列基板。
10.一种阵列基板的制作方法，用于制作权利要求1至8中任一项所述的阵列基板，其特征在于，包括以下步骤：
提供一衬底；
在所述衬底上制作薄膜晶体管；
在所述薄膜晶体管远离所述衬底的一侧制作沿远离所述衬底的方向依次层叠设置的第一无机保护层、有机保护层和第二无机保护层；
在所述第二无机保护层远离所述衬底的一侧制作光电二极管，所述光电二极管在所述衬底上的正投影位于所述有机保护层在所述衬底上的正投影的范围之内。
11.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，所述薄膜晶体管远离所述衬底的一侧制作沿远离所述衬底的方向依次层叠设置的第一无机保护层、有机保护层和第二无机保护层，包括：
在所述薄膜晶体管远离所述衬底的一侧沉积第一无机材料层；
在所述第一无机材料层远离所述衬底的一侧制作有机保护层；
在所述有机保护层远离所述衬底的一侧沉积第二无机材料层；
通过一次构图工艺将所述第一无机材料层和所述第二无机材料层图形化，其中，图形化的第一无机材料层形成第一无机保护层，图形化的第二无机材料层形成第二无机材料层。
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