阵列基板、显示面板及阵列基板的制作方法
阅读：1037发布：2020-08-07
专利汇可以提供阵列基板、显示面板及阵列基板的制作方法专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本 发明 实施例 公开了一种阵列 基板 、 显示面板 及阵列基板的制作方法。阵列基板包括：衬底基板；设置于衬底基板上的驱动晶体管和 开关 晶体管；驱动晶体管包括第一有源层，开关晶体管包括第二有源层，第一有源层采用结晶化的金属 氧 化物材料，第二有源层采用未结晶化的金属氧化物材料，且第一有源层和第二有源层同层设置。本发明实施例的方案减小了阵列基板的厚度和重量，符合显示面板轻薄化的发展趋势。，下面是阵列基板、显示面板及阵列基板的制作方法专利的具体信息内容。
1.一种阵列基板，其特征在于，包括：
衬底基板；
设置于衬底基板上的驱动晶体管和开关晶体管；所述驱动晶体管包括第一有源层，所述开关晶体管包括第二有源层，所述第一有源层采用结晶化的金属氧化物材料，所述第二有源层采用未结晶化的金属氧化物材料，且所述第一有源层和所述第二有源层同层设置。
2.根据权利要求1所述的阵列基板，其特征在于：
所述第一有源层的载流子迁移率为所述第二有源层的载流子迁移率的3倍以上。
3.根据权利要求2所述的阵列基板，其特征在于：
所述第一有源层的载流子迁移率大于或等于50cm2/vsec。
4.根据权利要求1所述的阵列基板，其特征在于：
所述驱动晶体管还包括第一栅极层和第一源漏极层，所述开关晶体管还包括第二栅极层和第二源漏极层；
所述第一栅极层和所述第二栅极层同层设置，所述第一源漏极层和所述第二源漏极层同层设置。
5.根据权利要求1所述的阵列基板，其特征在于：
所述金属氧化物材料为铟镓锌氧化物。
6.一种显示面板，其特征在于，包括权利要求1-5任一项所述的阵列基板。
7.一种阵列基板的制作方法，其特征在于，包括：
提供一衬底基板；
在衬底基板上设置驱动晶体管和开关晶体管；其中，所述驱动晶体管包括第一有源层，所述开关晶体管包括第二有源层，所述第一有源层采用结晶化的金属氧化物材料，所述第二有源层采用未结晶化的金属氧化物材料，且所述第一有源层和所述第二有源层同层设置。
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，在衬底基板上设置驱动薄膜晶体管和开关薄膜晶体管，包括：
在衬底基板上形成金属氧化物层；
采用掩膜版遮挡第二区域的金属氧化物层，对第一区域的金属金属氧化物层进行结晶化处理；
图案化结晶化处理后的金属氧化物层，在第一区域形成第一有源层，在第二区域形成第二有源层。
9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于：
采用准分子激光退火工艺对所述第一区域的金属氧化物层进行结晶化处理，其中，激
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光的能量大于或等于440mj/cm。
10.根据权利要求8所述的方法，其特征在于：
所述掩膜版采用金属材料；
优选的，所述掩膜版采用的材料为铝。
阵列基板、显示面板及阵列基板的制作方法
技术领域
背景技术
发明内容
[0003] 本发明提供一种阵列基板、显示面板及阵列基板的制作方法，以降低显示面板的厚度和重量。
[0004] 第一方面，本发明实施例提供了一种阵列基板，包括：
[0005] 衬底基板；
[0006] 设置于衬底基板上的驱动晶体管和开关晶体管；所述驱动晶体管包括第一有源层，所述开关晶体管包括第二有源层，所述第一有源层采用结晶化的金属氧化物材料，所述第二有源层采用未结晶化的金属氧化物材料，且所述第一有源层和所述第二有源层同层设置。
[0007] 可选的，所述第一有源层的载流子迁移率为所述第二有源层的载流子迁移率的3倍以上。
[0008] 可选的，所述第一有源层的载流子迁移率大于或等于50cm2/vsec。
[0009] 可选的，所述驱动晶体管还包括第一栅极层和第一源漏极层，所述开关晶体管还包括第二栅极层和第二源漏极层；
[0010] 所述第一栅极层和所述第二栅极层同层设置，所述第一源漏极层和所述第二源漏极层同层设置。
[0011] 可选的，所述金属氧化物材料为铟镓锌氧化物。
[0012] 第二方面，本发明实施例还提供了一种显示面板，包括本发明任意实施例所述的阵列基板。
[0013] 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，包括：
[0014] 提供一衬底基板；
[0015] 在衬底基板上设置驱动晶体管和开关晶体管；其中，所述驱动晶体管包括第一有源层，所述开关晶体管包括第二有源层，所述第一有源层采用结晶化的金属氧化物材料，所述第二有源层采用未结晶化的金属氧化物材料，且所述第一有源层和所述第二有源层同层设置。
[0017] 在衬底基板上形成金属氧化物层；
[0018] 采用掩膜版遮挡第二区域的金属氧化物层，对第一区域的金属金属氧化物层进行结晶化处理；
[0019] 图案化结晶化处理后的金属氧化物层，在第一区域形成第一有源层，在第二区域形成第二有源层。
[0021] 可选的，所述掩膜版采用金属材料。
[0023] 本发明实施例通过设置驱动晶体的第一有源层和开关晶体管的第二有源层均采用金属氧化物材料，且第一有源层和第二有源层同层制作，使得驱动晶体管和开关晶体管可以同层制作，减小了阵列基板的厚度和膜层数量，即减小了阵列基板的厚度和重量。此外，通过设置第一有源层采用结晶化的金属氧化物材料，使得驱动晶体管的第一有源层具有较高的载流子迁移率，保证了驱动晶体管具有较强的驱动能力，且通过设置第二有源层采用未结晶化的金属氧化物，使得开关晶体管的第二有源层具有较小的载流子迁移率，具有较小的漏电流，保证阵列基板具有较小的功耗。附图说明
[0024] 图1是本发明实施例提供的一种阵列基板的示意图；
[0025] 图2是本发明实施例提供的一种金属氧化物薄膜晶体管的漏极电流变化示意图；
[0026] 图3是本发明实施例提供的又一种阵列基板的示意图；
[0027] 图4是本发明实施例提供的一种显示面板的示意图；
[0028] 图5是本发明实施例提供的一种阵列基板的制作方法的流程图；
[0029] 图6是本发明实施例提供的一种结晶化处理示意图；
[0030] 图7是本发明实施例提供的一种第一有源层和第二有源层的示意图。
具体实施方式
[0031] 下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部结构。
[0032] 发明人通过研究发现，现有的OLED显示面板为了满足驱动需求，其像素驱动电路采用至少两个薄膜晶体管和至少一个电容，如采用七个薄膜晶体管一个电容(7T1C)。由于薄膜晶体管具有较高的漏电流，导致OLED显示面板存在耗电高的问题。由于低温多晶硅薄膜晶体管具有较高的载流子迁移率，金属氧化物薄膜晶体管具有较低的漏电流，为了降低耗电并保证较高的分辨率，像素驱动电路采用低温多晶硅薄膜晶体管和金属氧化物薄膜晶体管混合结构。但是由于低温多晶硅薄膜晶体管和金属氧化物薄膜晶体管无法同层制作，导致现有的OLED显示面板厚度较厚。
[0033] 基于上述问题，本实施例提供了一种阵列基板，图1是本发明实施例提供的一种阵列基板的示意图，参考图1，该阵列基板包括：
[0034] 衬底基板10；
[0035] 设置于衬底基板10上的驱动晶体管20和开关晶体管30；驱动晶体管20包括第一有源层21，开关晶体管30包括第二有源层31，第一有源层21采用结晶化的金属氧化物材料，第二有源层31采用未结晶化的金属氧化物材料，且第一有源层21和第二有源层31同层设置。
[0036] 其中，衬底基板10可以包括交替层叠设置的柔性衬底和缓冲层，柔性衬底可以采用聚酰亚胺材料，缓冲层可以采用无机材料。阵列基板可以包括与多个发光单元一一对应的多个像素驱动电路，每一像素驱动电路均包括驱动晶体管20和开关晶体管30，如每一像素驱动电路包括一个驱动晶体管20和六个开关晶体管30。
[0037] 具体的，发明人通过研究发现，通过对金属氧化物进行结晶化处理可以提高金属氧化物的载流子迁移率。图2是本发明实施例提供的一种金属氧化物薄膜晶体管的漏极电流变化示意图，参考图2，曲线A代表未进行结晶化的金属氧化物薄膜晶体管的漏极电流变化曲线，曲线B和曲线C代表结晶化后的金属氧化物薄膜晶体的漏极电流变化曲线。结合图2可知，对金属氧化物进行结晶化处理后的金属氧化物薄膜晶体管在相同源漏极电压和栅极电压的情况下，其漏极电流大于未结晶化处理的金属氧化物薄膜晶体管的漏极电流，即结晶化的金属氧化物薄膜晶体管具有较高的载流子迁移率。
[0038] 本实施例通过设置驱动晶体的第一有源层和开关晶体管的第二有源层均采用金属氧化物材料，且第一有源层和第二有源层同层制作，使得驱动晶体管和开关晶体管可以同层制作，减小了阵列基板的厚度和膜层数量，即减小了阵列基板的厚度和重量，同时可以减少采用的掩膜版数量及工艺数量，降低工艺成本。此外，通过设置第一有源层采用结晶化的金属氧化物材料，使得驱动晶体管的第一有源层具有较高的载流子迁移率，保证了驱动晶体管具有较强的驱动能力，且通过设置第二有源层采用未结晶化的金属氧化物，使得开关晶体管的第二有源层具有较小的载流子迁移率，具有较小的漏电流，保证阵列基板具有较小的功耗。
[0039] 需要说明的是，可以采用部分结晶化工艺同时形成第一有源层和第二有源层。示例性的，可以先在衬底基板一侧形成金属氧化物层，其中，金属氧化物层包括第一区域和第二区域，通过掩膜版遮挡第二区域，对第一区域的金属氧化物层进行结晶化处理，然后通过光刻工艺图案化结晶化处理后的金属氧化物层，在第一区域对应形成第一有源层，在第二区域对应形成第二有源层。
[0040] 可选的，继续参考图1，第一有源层21的载流子迁移率为第二有源层31的载流子迁移率的3倍以上。
[0041] 具体的，当第一有源层21的载流子迁移率过低时，需要更大的驱动电压才能达到较大的驱动电流，不利于降低阵列基板的功耗，通过设置第一有源层21的载流子迁移率为第二有源层31的载流子迁移率的3倍以上，使得需要较小的驱动电压即可实现驱动晶体管30输出较大的驱动电流，保证阵列基板具有较小的功耗。
[0042] 发明人通过研究发现，通过增大金属氧化物结晶化时采用的激光能量，可以增大金属氧化物的载流子迁移率。继续参考图2，曲线C对应的薄膜晶体管晶化时采用的激光能量大于曲线B对应的薄膜晶体管晶化时采用的激光能量，在相同源漏极电压和栅极电压的情况下，曲线C对应的薄膜晶体管的漏极电流大于曲线B对应的薄膜晶体管的漏极电流，即结晶化时激光能量较高的金属氧化物的载流子迁移率大于激光能量较低的金属氧化物的载流子迁移率。
[0043] 因此，可以根据需要的载流子迁移率调整金属氧化物结晶化时采用的激光能量，使第一有源层的载流子迁移率为第二有源层31的载流子迁移率的3倍以上。
[0044] 可选的，参考图1，第一有源层21的载流子迁移率大于或等于50cm2/vsec。
[0045] 这样设置，保证第一有源层21的载流子迁移率满足阵列基板的驱动需求，使得需要较小的驱动电压即可实现驱动晶体管30输出较大的驱动电流，保证显示面板具有较小的功耗。
[0046] 需要说明的是，可以根据具体驱动需求设置第一有源层21的载流子迁移率的具体数值，示例性的，可以设置为60cm2/vsec，70cm2/vsec或80cm2/vsec等。此外，当采用准分子激光退火工艺对金属氧化物进行结晶化处理时，可以设置激光的能量大于或等于440mj/cm2实现第一有源层的载流子迁移率大于或等于50cm2/vsec。
[0047] 可选的，继续参考图1，驱动晶体管20还包括第一栅极层22和第一源漏极层23，开关晶体管30还包括第二栅极层32和第二源漏极层33；
[0048] 第一栅极层22和第二栅极层32同层设置，第一源漏极层23和第二源漏极层33同层设置。
[0049] 这样设置，驱动晶体管20和开关晶体管30的各相应的膜层均可同层制作，且制作时可以采用同一掩膜版制作，进一步减少阵列基板的膜层数量，减薄阵列基板的厚度和重量，使得阵列基板更加轻薄化，且可以减少掩膜版的数量，减少工艺数量，降低工艺成本。
[0050] 可选的，金属氧化物材料为铟镓锌氧化物。
[0051] 具体的，铟镓锌氧化物具有迁移率适中、均一性好、透明以及制作工艺简单等优点，且对铟镓锌氧化物进行结晶化处理后其载流子迁移率较高。因此采用铟镓锌氧化物制作的开关晶体管漏电流较低，采用结晶化的铟镓锌氧化物制作的驱动晶体管载流子迁移率较高，可以满足驱动晶体管的驱动需求，保证阵列基板具有较低的功耗，且可以降低阵列基板的制备工艺难度，保证各开关晶体管和驱动晶体管具有较好的均一性，保证显示面板具有较高的显示性能。
[0052] 图3是本发明实施例提供的又一种阵列基板的示意图，参考图3，阵列基板还包括电容40，电容40的第一基板41第一栅极31和第二栅极32同层设置，进一步减小阵列基板的厚度和重量。
[0053] 本实施例还提供了一种显示面板，图4是本发明实施例提供的一种显示面板的示意图，参考图4，该显示面板包括本发明任意实施例提供的阵列基板。
[0054] 显示面板还包括有机发光单元50，有机发光单元50设置于驱动晶体管20和开关晶体管30远离衬底基板10的一侧。其中有机发光单元50包括第一电极51、第二电极53以及设置于第一电极51和第二电极53之间的发光功能层52。其中，发光功能层52可以包括层叠设置的空穴注入层、空穴传输层、有机发光层、电子传输层以及电子注入层等膜层。驱动晶体管20的源极或漏极与第一电极51电连接，为有机发光单元50提供驱动信号。
[0055] 本实施例提供的显示面板与本发明任意实施例提供的阵列基板属于相同的发明构思，具有相应的有益效果，未在本实施例详尽的技术细节，详见本发明任意实施例提供的阵列基板。
[0056] 本实施例还提供了一种显示装置，显示装置包括本发明任意实施例提供的显示面板。该显示装置可以为手机、平板电脑、虚拟现实(Virtual Reality，VR)显示产品、智能腕带、智能手表等穿戴产品或车载显示产品等显示设备。
[0057] 本实施例还提供了一种阵列基板的制作方法，图5是本发明实施例提供的一种阵列基板的制作方法的流程图，参考图5，该方法包括：
[0058] 步骤610、提供一衬底基板。
[0059] 步骤620、在衬底基板上设置驱动晶体管和开关晶体管；其中，驱动晶体管包括第一有源层，开关晶体管包括第二有源层，第一有源层采用结晶化的金属氧化物材料，第二有源层采用未结晶化的金属氧化物材料，且第一有源层和第二有源层同层设置。
[0060] 本实施例通过设置驱动晶体的第一有源层和开关晶体管的第二有源层均采用金属氧化物材料，且第一有源层和第二有源层同层制作，使得驱动晶体管和开关晶体管可以同层制作，减小了阵列基板的厚度和膜层数量，即减小了阵列基板的厚度和重量。此外，通过设置第一有源层采用结晶化的金属氧化物材料，使得驱动晶体管的第一有源层具有较高的载流子迁移率，保证了驱动晶体管具有较强的驱动能力，且通过设置第二有源层采用未结晶化的金属氧化物，使得开关晶体管的第二有源层具有较小的载流子迁移率，具有较小的漏电流，保证阵列基板具有较小的功耗。
[0061] 图6是本发明实施例提供的一种结晶化处理示意图，图7是本发明实施例提供的一种第一有源层和第二有源层的示意图，可选的，参考图6和图7，在衬底基板上设置驱动薄膜晶体管和开关薄膜晶体管，包括：
[0062] 在衬底基板10上形成金属氧化物层70；
[0063] 采用掩膜版80遮挡第二区域301的金属氧化物层70，对第一区域201的金属氧化物层70进行结晶化处理；
[0064] 图案化结晶化处理后的金属氧化物层，在第一区域形成第一有源层21，在第二区域形成第二有源层31。
[0065] 具体的，可以采用涂布工艺在衬底基板10表面形成金属氧化物层70，金属氧化物层70的厚度可以为40nm-50nm。可以采用准分子激光退火工艺对第一区域201的金属氧化物层70进行结晶化处理，通过掩膜版80遮挡第二区域301的金属氧化物层70可以避免结晶化处理影响第二有源层31的性能，保证开关晶体管具有较低的漏电流。
[0066] 此外，发明人通过研究发现，通过增大金属氧化物结晶化时采用的激光能量，可以增大金属氧化物的载流子迁移率。因此可以通过调节激光的能量使第一有源层21的载流子迁移率为第二有源层31的载流子迁移率的3倍以上，使得需要较小的驱动电压即可实现驱动晶体管30输出较大的驱动电流，保证阵列基板具有较小的功耗。
[0067] 可选的，激光的能量大于或等于440mj/cm2，使得第一有源层21的载流子迁移率大于或等于50cm2/vsec。保证第一有源层21的载流子迁移率满足阵列基板的驱动需求，使得需要较小的驱动电压即可实现驱动晶体管30输出较大的驱动电流，保证显示面板具有较小的功耗。
[0068] 可选的，掩膜版80采用金属材料。
[0069] 其中，由于金属材料的加工性能比较好，且不易被激光穿透，通过设置掩膜版80采用金属材料，降低了掩膜版80的加工难度，且可以较好的对第二区域301的金属氧化物层40进行保护，避免结晶化影响其性能，保证开关晶体管具有较低的漏电流，保证显示面板具有较低的功耗。
[0070] 可选的，掩膜版80采用的材料为铝。
[0071] 具体的，铝材料的重量轻，方便加工，且具有良好的遮挡激光的性能，采用铝材料制备掩膜版80，在降低掩膜版80的加工难度，且较好的对第二区域301的金属氧化物层40进行保护的同时，可以降低掩膜版80的重量，避免掩膜版80重量太重容易变形。
[0072] 本实施例提供的阵列基板的制作方法与本发明任意实施例提供的阵列基板属于相同的发明构思，具有相应的有益效果，未在本实施例详尽的技术细节，详见本发明任意实施例提供的阵列基板。
[0073] 注意，上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本发明不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整、相互结合和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明，但是本发明不仅仅限于以上实施例，在不脱离本发明构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。
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