CN102956676A

CN102956676A - Tft阵列基板、制备方法及量子点发光二极管显示器件

Info

Publication number: CN102956676A
Application number: CN2012104345810A
Authority: CN
Inventors: 姚琪; 戴天明; 张锋; 曹占锋
Original assignee: BOE Technology Group Co Ltd
Current assignee: BOE Technology Group Co Ltd
Priority date: 2012-11-02
Filing date: 2012-11-02
Publication date: 2013-03-06
Anticipated expiration: 2032-11-02
Also published as: CN102956676B

Abstract

本发明公开了一种TFT阵列基板、其制备方法及量子点发光二极管显示器件，采用半色调掩膜板以及双氧水刻蚀液，可以通过一次构图工艺分别在氧化物半导体层形成氧化物半导体层的图形，以及在源漏极层形成源漏极的图形，这样，就可以在TFT结构中将源漏极直接设置在氧化物半导体层之上，不用在两者之间设置刻蚀阻挡层；并将该TFT结构的顶栅型结构应用于QD-LED显示器件的结构中，能实现结构简单的TFT阵列基板以及QD-LED器件，节省其制作工艺流程，降低了生产成本。

Description

TFT阵列基板、制备方法及量子点发光二极管显示器件

技术领域

本发明涉及显示技术领域，尤其涉及一种TFT阵列基板、其制备方法及量子点发光二极管显示器件。

背景技术

目前，有源阵列显示面板中使用的薄膜晶体管（TFT）阵列基板的TFT由依次设置的栅极、氧化物半导体层、以及源漏极组成，在其制备过程中受到制备工艺的限制，一般会在氧化物半导体层和源漏极之间设置刻蚀阻挡层，以防止在对源漏极层进行构图时，刻蚀液对位于其下层的氧化物半导体层影响。而设置的刻蚀阻挡层会增加TFT在制备过程中的制备工艺。

量子点又可称为纳米晶，是一种由II－VI族或III－V族元素组成的纳米颗粒。量子点的粒径一般介于1～10nm之间，由于电子和空穴被量子限域，连续的能带结构变成具有分子特性的分立能级结构，受激后可以发射荧光。可以通过改变量子点的尺寸大小来控制量子点的发射光谱，通过改变量子点的尺寸和它的化学组成可以使其发射光谱覆盖整个可见光区。以CdTe量子为例，当它的粒径从2.5nm生长到4.0nm时，它们的发射波长可以从510nm红移到660nm。

目前，量子点作为一种显示材料且已经被广泛使用在了显示领域，利用量子点作为发光材料而制造出的显示器件称为量子点发光二极管显示器件（QD-LED，Quantum Dot Light－Emitting Display）。现有的QD-LED显示器件采用的结构和有机电致发光显示器件（OLED，Organic Light－Emitting Display）相类似，然而现有的QD-LED显示器件的制备需要较多的工艺步骤，制备效率较低，并且生产出的产品良率也较低，增加了生产成本。

发明内容

本发明实施例提供了一种TFT阵列基板、其制备方法及量子点发光二极管显示器件，用以优化现有的TFT阵列基板以及QD-LED器件结构和制备工艺，降低生产成本。

本发明实施例提供了一种薄膜晶体管TFT阵列基板，在所述TFT阵列基板的TFT结构中的源漏极直接设置于氧化物半导体层之上。

本发明实施例提供了一种量子点发光二极管显示器件，包括：

下衬底基板；

位于所述下衬底基板上的氧化物半导体层；

直接设置于所述氧化物半导体层之上的源漏极，所述源漏极相对而置形成沟道结构；

位于所述源漏极上的绝缘层，所述绝缘层与每个像素单元的开口区域对应的位置具有一个或多个微孔结构；

位于所述绝缘层的微孔结构中的量子点发光层；

位于所述绝缘层上的透明电极；

直接设置于所述透明电极之上且位于所述沟道结构上方的栅极；以及，

位于所述栅极上的上衬底基板。

本发明实施例提供了一种本发明实施例提供的上述薄膜晶体管TFT阵列基板的制备方法，包括：

依次形成氧化物半导体层和源漏极；

采用半色调掩膜板以及第一双氧水刻蚀液，通过一次构图工艺分别在所述氧化物半导体层形成氧化物半导体层的图形，以及在所述源漏极层形成源漏极的图形。

本发明实施例的有益效果包括：

本发明实施例提供的一种TFT阵列基板、其制备方法及量子点发光二极管显示器件，采用半色调掩膜板以及双氧水刻蚀液，可以通过一次构图工艺分别在氧化物半导体层形成氧化物半导体层的图形，以及在源漏极层形成源漏极的图形，这样，就可以在TFT结构中将源漏极直接设置在氧化物半导体层之上，不用在两者之间设置刻蚀阻挡层；并将该TFT结构的顶栅型结构应用于QD-LED显示器件的结构中，能实现结构简单的TFT阵列基板以及QD-LED器件，节省其制作工艺流程，降低了生产成本。

附图说明

图1为本发明实施例提供的QD-LED的结构示意图之一；

图2为本发明实施例提供的QD-LED的结构示意图之二；

图3为本发明实施例提供的QD-LED的结构示意图之三；

图4为本发明实施例提供的QD-LED制备方法的流程图。

具体实施方式

下面结合附图，对本发明实施例提供的TFT阵列基板、其制备方法及量子点发光二极管显示器件的具体实施方式进行详细地说明。

附图中各层薄膜厚度和区域大小不反映真实比例，目的只是示意说明本发明内容。

本发明实施例提供的一种TFT阵列基板中，在TFT阵列基板的TFT结构中的源漏极直接设置于氧化物半导体层之上，省去了在两者之间设置的刻蚀阻挡层。

具体地，源漏极的材料一般为铜Cu或钼Mo等金属。

具体地，本发明实施例提供的上述TFT结构可以应用于顶栅型TFT阵列基板，也可应用于底栅型TFT阵列基板，在不做限定。

本发明实施例提供的上述TFT阵列基板的制备方法，具体为：依次形成氧化物半导体层和源漏极，其中，源漏极一般由金属铜Cu或钼Mo制成；采用半色调掩膜板以及第一双氧水刻蚀液，通过一次构图工艺分别在氧化物半导体层形成氧化物半导体层的图形，以及在源漏极层形成源漏极的图形。

具体地，该第一双氧水刻蚀液具体包括：双氧水、源漏极层离子络合剂、双氧水的稳定剂以及表面活性剂，且该第一双氧水刻蚀液的PH值在6-8之间。

其中，双氧水的含量为5%-20%之间，表面活性剂的含量在1%-10%之间，源漏极层离子络合剂的含量具体根据所需要刻蚀掉的源漏极材料的量而定。使用上述刻蚀液刻蚀源漏极层时不会刻蚀氧化物半导体材料，因此，在源漏极和氧化物半导体之间就不需要制备一层保护氧化物半导体不被刻蚀的刻蚀阻挡层，相对于现有的膜层结构节省了掩膜板和制备工艺，从而能够节省成本。

具体地，本发明实施例还提供了一种利用上述TFT结构的量子点发光二极管显示器件，如图1和图2所示，包括：

下衬底基板1；

位于下衬底基板1上的氧化物半导体层3；

直接设置于氧化物半导体层3之上的源漏极4和5，源漏极4和5相对而置形成沟道结构；

位于源漏极4和5上的绝缘层6，绝缘层与每个像素单元的开口区域对应的位置具有一个或多个微孔结构；其中，图1示出了一个微孔结构的QD-LED器件，图2示出了多个微孔结构的QD-LED器件；

位于绝缘层6的微孔结构中的量子点发光层7；

位于绝缘层6上的透明电极8；

直接设置于透明电极8之上且位于沟道结构上方的栅极9；以及，

位于栅极9上的上衬底基板11。

本发明实施例提供的上述QD-LED器件，其工作原理如下：在栅极9通电时，与栅极9相连的透明电极8向量子点发光层7注入空穴载流子，同时在栅极9下方的氧化物半导体3中会形成一条电流通道，电子载流子从漏极5通过电流通道经过源极4注入量子点发光层7，空穴和电子载流子在量子点发光层7复合导致发光。

本发明实施例提供的上述QD-LED器件，在具体实施时，可以使用半色调掩膜板或灰色调掩膜板，利用一次构图工艺分别在源漏极层形成源极和漏极的图形，在氧化物半导体层形成有源层的图形，具体地，在本次构图工艺中对源漏极层所使用的刻蚀液的成分包括：双氧水、源漏极离子络合剂、双氧水的稳定剂，以及表面活性剂，且该刻蚀液的PH值在6-8之间；其中双氧水的含量为5%-20%之间，表面活性剂的含量在1%-10%之间，源漏极离子络合剂的含量具体根据所需要刻蚀掉的源漏极的量而定。使用上述刻蚀液刻蚀源漏极时不会刻蚀氧化物半导体材料，因此，在源漏极和氧化物半导体之间就不需要制备一层保护氧化物半导体不被刻蚀的保护层，相对于现有的膜层结构节省了掩膜板和制备工艺，从而能够节省成本。

同理，制备透明电极的材料可以为ITO或IZO，制备栅极的材料可以为金属Mo，这样，就可以使用半色调掩膜板或灰色调掩膜板，利用一次构图工艺分别在栅极层形成栅极的图形，在ITO或IZO层形成电极的图形。具体地，在本次构图工艺中对栅极层所使用的刻蚀液的成分包括：双氧水、栅极离子络合剂、双氧水的稳定剂，以及表面活性剂，且该刻蚀液的PH值在6-8之间；其中双氧水的含量为5%-20%之间，表面活性剂的含量在1%-10%之间，栅极离子络合剂的含量具体根据所需要刻蚀掉的栅极的量而定。使用上述刻蚀液刻蚀栅极时不会刻蚀透明电极材料，因此，在栅极极和透明电极之间就不需要制备一层保护透明电极不被刻蚀的保护层，相对于现有的膜层结构节省了掩膜板和制备工艺，从而能够节省成本。

进一步地，为了保证透明电极上带有足够的电量，如图3所示，还以在透明电极8之上且与栅极9同层设置阳极13，该阳极13单独向透明电极8供电，此时为了保证同时与透明电极8连接的栅极9和阳极13不相互干扰，可以将透明电极8的图形重新设计，将透明电极8被栅极9覆盖的区域与其他区域相互绝缘设置。

进一步地，由于源极4设置在量子点发光层7的下方，而一般源极4是由导电性良好的金属材料制成，例如铜Cu，该源极4也能够起到反射层的作用，将量子点发光层7发出的光反射后从器件的顶部发射出，增强了整个QD-LED器件的发光亮度。

在具体实施时，由于空穴载流子和电子载流子的传输速率一般不同，为了尽量保证空穴和电子能够同时注入量子点发光层，在设计QD-LED器件时，如图1和图2所示，一般还会制作一层位于量子点发光层7和透明电极8之间的空穴传输层12，该空穴传输层12可以加快空穴载流子的传输速率，使其尽量与电子载流子的传输速率匹配，以保证量子点发光层具有较高的发光效率。

进一步地，在上述QD-LED器件中，为了避免氧化物半导体层3直接和衬底基板1接触导致特性变差，如图1至图3所示，还可以在下衬底基板1与氧化物半导体层3之间设置缓冲层2。

进一步地，在上述QD-LED器件中，如图1至图3所示，在上衬底基板11和栅极9之间还可以设置保护层10，以保护栅极9不受外界影响。

具体地，当每个像素单元填充的量子点材料发单色光时，即选取粒径一致的量子点材料，保护层可以选用透明绝缘树脂材料制备，即保护层为透明保护层，这样可以达到QD-LED器件的全色彩显示。或者，当每个像素单元填充的量子点材料发白色光时，即选取各种粒径组合的量子点材料，保护层可以选用仅允许单色光通过的彩色绝缘树脂制备，即保护层为仅允许单色光通过的彩色滤光层，这样可以达到QD-LED器件的全色彩显示。

具体地，上述QD-LED器件中的绝缘层具体为SiO₂层以及覆盖在所述SiO₂层之上的SiNx层，其中，SiO₂层的设置是为了氧化物半导体层、源极和漏极不受SiNx层的影响。

基于同一发明构思，本发明实施例还提供了上述利用TFT阵列基板制备QD-LED器件的方法，如图4所示，具体包括以下步骤：

S401、依次形成氧化物半导体层和源漏极；采用半色调掩膜板以及第一双氧水刻蚀液，通过一次构图工艺分别在氧化物半导体层形成氧化物半导体层的图形，以及在源漏极形成源漏极的图形；

具体地，第一双氧水刻蚀液具体包括：双氧水、源漏极金属离子络合剂、双氧水的稳定剂以及表面活性剂，且该第一双氧水刻蚀液的PH值在6-8之间。

进一步地，在执行步骤S401之前，还可以包括：在下衬底基板之上形成缓冲层。

S402、在源漏极上形成绝缘层，并通过构图工艺在绝缘层与每个像素单元的开口区域对应的位置形成一个或多个微孔结构；

S403、在微孔结构内填充量子点材料，形成量子点发光层；

具体地，在执行步骤S403之后，还可以包括：在量子点发光层之上形成空穴传输层。

S404、在绝缘层上依次形成透明电极层以及栅极层，并采用半色调掩膜板以及第二双氧水刻蚀液，通过一次构图工艺分别在栅极层形成栅极的图形，以及在透明电极层形成透明电极的图形；

具体地，第二双氧水刻蚀液具体包括：双氧水、栅极金属离子络合剂、双氧水的稳定剂以及表面活性剂，且该第二双氧水刻蚀液的PH值在6-8之间。

进一步地，在栅极层形成栅极的图形时，还可以同时在栅极层形成阳极的图形；

对应地，在透明电极层形成透明电极的图形中，需要将被栅极覆盖的区域与其他区域相互绝缘。

S405、在栅极层上设置上衬底基板。

进一步地，在执行步骤S405之前，还可以包括：在栅极之上形成保护层。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims

1.一种薄膜晶体管TFT阵列基板，其特征在于，在所述TFT阵列基板的TFT结构中的源漏极直接设置于氧化物半导体层之上。

2.如权利要求1所述的TFT阵列基板，其特征在于，所述源漏极的材料为铜Cu或钼Mo。

3.一种量子点发光二极管显示器件，其特征在于，包括：

下衬底基板；

位于所述下衬底基板上的氧化物半导体层；

位于所述绝缘层的微孔结构中的量子点发光层；

位于所述绝缘层上的透明电极；

位于所述栅极上的上衬底基板。

4.如权利要求3所述的显示器件，其特征在于，还包括：

位于所述量子点发光层和所述透明电极之间的空穴传输层。

5.如权利要求3所述的显示器件，其特征在于，还包括：

位于所述透明电极之上且与所述栅极同层设置的阳极，所述透明电极被所述栅极覆盖的区域与其他区域相互绝缘。

6.如权利要求3所述的显示器件，其特征在于，还包括：

位于所述下衬底基板和所述氧化物半导体层之间的缓冲层。

7.如权利要求3-6任一项所述的显示器件，其特征在于，还包括：

位于所述上衬底基板和所述栅极之间的保护层。

8.如权利要求7所述的显示器件，其特征在于，当每个像素单元填充的量子点材料发单色光时，所述保护层为透明保护层；

当每个像素单元填充的量子点材料发白色光时，所述保护层为仅允许单色光通过的彩色滤光层。

9.一种如权利要求1所述的薄膜晶体管TFT阵列基板的制备方法，其特征在于，包括：

依次形成氧化物半导体层和源漏极；

采用半色调掩膜板以及第一双氧水刻蚀液，通过一次构图工艺分别在所述氧化物半导体层形成氧化物半导体层的图形，以及在所述源漏极形成源漏极的图形。

10.如权利要求9所述的制备方法，其特征在于，所述第一双氧水刻蚀液具体包括：双氧水、源漏极金属离子络合剂、双氧水的稳定剂以及表面活性剂，且该第一双氧水刻蚀液的PH值在6-8之间。

11.如权利要求8或9所述的制备方法，其特征在于，当所述TFT阵列基板用于量子点发光二极管显示器件时，还包括：

在所述源漏极上形成绝缘层，并通过构图工艺在所述绝缘层与每个像素单元的开口区域对应的位置形成一个或多个微孔结构；

在所述微孔结构内填充量子点材料，形成量子点发光层；

在所述绝缘层上依次形成透明电极层以及栅极层，并采用半色调掩膜板以及第二双氧水刻蚀液，通过一次构图工艺分别在所述栅极层形成栅极的图形，以及在所述透明电极层形成透明电极的图形；

在所述栅极层上设置上衬底基板。

12.如权利要求11所述的制备方法，其特征在于，在所述微孔结构内填充量子点材料，形成量子点发光层之后，还包括：

在所述量子点发光层之上形成空穴传输层。

13.如权利要求11所述的制备方法，其特征在于，所述第二双氧水刻蚀液具体包括：双氧水、栅极金属离子络合剂、双氧水的稳定剂以及表面活性剂，且该第二双氧水刻蚀液的PH值在6-8之间。

14.如权利要求11所述的制备方法，其特征在于，在所述栅极层形成栅极的图形时，还包括：在所述栅极层形成阳极的图形；

在所述透明电极层形成透明电极的图形，具体包括：在所述透明电极层形成透明电极的图形中，被所述栅极覆盖的区域与其他区域相互绝缘。

15.如权利要求11所述的制备方法，其特征在于，在形成氧化物半导体层之前，还包括：

在所述下衬底基板之上形成缓冲层。

16.如权利要求11所述的制备方法，其特征在于，在所述栅极层上设置上衬底基板之前，还包括：

在所述栅极之上形成保护层。