CN105304653A - 像素结构、阵列基板、液晶显示面板及像素结构制造方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种像素结构、阵列基板、液晶显示面板及像素结构制造方法。像素结构包括像素电极层及薄膜晶体管。薄膜晶体管包括栅极、与栅极绝缘的源极和漏极以及有机半导体层。像素结构还包括ITO层及金属层，金属层设置于ITO层的一部分之上。ITO层上形成有源极、漏极。有机半导体层所形成的图案电连接于ITO层及金属层，像素电极层电连接于金属层及ITO层。本发明中，在ITO层上形成源极、漏极，并且由于ITO层的一部分之上设置有金属层，因此，可极大减少源极、漏极与有机半导体层的接触电阻，再者，将ITO层搭配金属层设置为有机薄膜晶体管的数据电极层，可使得液晶显示面板中的数据导通线的电阻不会过大。

Description

像素结构、阵列基板、液晶显示面板及像素结构制造方法
技术领域
本发明涉及液晶显示技术领域，特别涉及一种像素结构、阵列基板、液晶显示面板及像素结构制造方法。
背景技术
主动矩阵型平面显示面板，例如液晶显示面板使用薄膜晶体管(thinfilmtransistor，TFT)元件作为驱动元件。一般而言，由于无机半导体材料具有较高的载流子迁移率，因此被广泛地使用作为薄膜晶体管的半导体层的材料。相较于无机半导体材料，有机半导体材料虽然具有较低的载流子迁移率，但其具有轻薄、柔性、可低温工艺制备等特性，因此，近年来业界也在开始尝试使用有机半导体材料来制作薄膜晶体管器件。
目前，大部分有机半导体材料为P型材料，而为了使金属与有机半导体材料有较好的欧姆接触，通常会选用功函数较大的材料，如金(Au)、银(Ag)、铝(Al)、氧化铟锡(ITO)等来作为源漏电极材料，来降低金属与半导体界面的肖特基势垒高度，更有利于载流子的注入，从而有效地降低其接触电阻。Au在使用成本上会较高，所以在实际应用上较少。Ag、Al等金属容易受到后续工艺，如等离子(plasma)刻蚀的影响而受到氧化或者腐蚀，而导致与像素电极连接受到影响。而ITO目前通常作为透明的像素电极材料，具有良好的电学性能，功函数较高，且不易被氧化，目前还被广泛地应用于有机发光二极管(OLED)的阳极材料，但是其电阻率较大，因此也使得它在有机半导体薄膜晶体管元件及其阵列面板上的发展应用受到了限制。
发明内容
本发明提供一种像素结构、阵列基板、液晶显示面板及像素结构制造方法，以减少有机薄膜晶体管的源极、漏极与有机半导体层的接触电阻。
本发明的实施方式提供的像素结构包括像素电极层及薄膜晶体管。所述薄膜晶体管包括栅极、与所述栅极绝缘的源极和漏极以及有机半导体层。所述像素结构还包括氧化铟锡层及金属层，所述金属层设置于所述氧化铟锡层的一部分之上。所述氧化铟锡层上形成有所述源极、漏极。所述有机半导体层所形成的图案电连接于所述氧化铟锡层及金属层，所述像素电极层电连接于所述金属层及氧化铟锡层。
其中，所述像素电极层通过过孔电连接于所述金属层及氧化铟锡层。
其中，所述金属层包括第一金属子层及设置于所述第一金属子层之上的第二金属子层。
本发明的实施方式还提供一种阵列基板，包括以上所述的若干像素结构。
本发明的实施方式还提供一种液晶显示面板，包括如上所述的阵列基板。
本发明的实施方式还提供一种像素结构制造方法，包括：
提供一基板；
在所述基板的一表面上依次形成一氧化铟锡层和一金属层；
在所述金属层上涂布一层光刻胶，通过掩膜版进行曝光、显影，以去除所述基板与所述掩膜版的全透光区域对应的位置上的全部的光刻胶，保留所述基板与所述掩膜版的全遮光区域对应的位置上的光刻胶，去除所述基板与所述掩膜版的半透光区域对应的位置上的部分光刻胶；
通过湿刻方法刻蚀掉所述基板与所述掩膜版的全透光区域对应的位置上的所述金属层和氧化铟锡层；
采用等离子表面处理处理所述基板，以去除所述基板与所述掩膜版的半透光区域对应的位置上残留的光刻胶，以及去除所述基板与所述掩膜版的全遮光区域对应的位置上的部分光刻胶；
湿刻掉所述基板与所述掩膜版的半透光区域对应的位置上的金属层，保留所述基板与所述掩膜版的全遮光区域、半透光区域对应的位置上的氧化铟锡层，以在所述氧化铟锡层上形成薄膜晶体管的源极、漏极；
去除所述基板与所述掩膜版的全遮光区域对应的位置上残留的光刻胶；
在所述基板上形成有机半导体层，并制作有机半导体图案，其中，所述有机半导体图案电连接于所述氧化铟锡层及金属层；以及
依次制作栅绝缘层、栅电极层、钝化层和像素电极层。
其中，所述金属层包括第一金属子层及设置于所述第一金属子层之上的第二金属子层。
其中，在制作所述像素电极层之前，还包括：通过蚀刻工艺形成连通所述钝化层及所述栅绝缘层并与所述金属层连接的过孔；制作所述像素电极层包括：在所述钝化层之上制作所述像素电极层，并且所述像素电极层通过所述过孔电连接于所述金属层及氧化铟锡层。
本发明的实施方式还提供另一种像素结构制造方法，包括：
提供一基板；
在所述基板上形成栅电极层及栅绝缘层；
在所述栅绝缘层上依次形成一氧化铟锡层和一金属层；
在所述金属层上涂布一层光刻胶，通过掩膜版进行曝光、显影，以去除所述基板与所述掩膜版的全透光区域对应的位置上的全部的光刻胶，保留所述基板与所述掩膜版的全遮光区域对应的位置上的光刻胶，去除所述基板与所述掩膜版的半透光区域对应的位置上的部分光刻胶；
通过湿刻方法刻蚀掉所述基板与所述掩膜版全透光区域对应的位置上的所述金属层和氧化铟锡层；
采用等离子表面处理处理所述基板，以去除所述基板与所述掩膜版的半透光区域对应的位置上残留的光刻胶，以及去除所述基板与所述掩膜版的全遮光区域对应的位置上的部分光刻胶；
湿刻掉所述基板与所述掩膜版的半透光区域对应的位置上的金属层，保留所述基板与所述掩膜版全遮光区域、半透光区域对应的位置上的氧化铟锡层，以在所述氧化铟锡层上形成薄膜晶体管的源极、漏极；
去除所述基板与所述掩膜版全遮光区域对应的位置上残留的光刻胶；
在所述基板上形成有机半导体层，并制作有机半导体图案，其中，所述有机半导体图案电连接于所述氧化铟锡层及金属层；以及
依次制作钝化层和像素电极层。
其中，所述金属层包括第一金属子层及设置于所述第一金属子层之上的第二金属子层。
本发明的实施方式中，在ITO层上形成有机薄膜晶体管的源极、漏极，并且由于ITO层的一部分之上设置有金属层，因此，可极大减少有机薄膜晶体管的源极、漏极与有机半导体层的接触电阻，再者，将ITO层搭配金属层设置为有机薄膜晶体管的数据电极层，可使得具有该像素结构的液晶显示面板中的数据导通线的电阻不会过大。
进一步，本发明的实施方式中，仅采用一张掩膜版制作像素结构，降低了制作成本。
附图说明
图1为本发明实施方式中顶栅底接触型像素结构的示意图；
图2为本发明实施方式中底栅底接触型像素结构的示意图；
图3为本发明实施方式中顶栅底接触型像素结构制造方法的流程图；
图4为本发明实施方式中底栅底接触型像素结构制造方法的流程图；
图5为本发明实施方式中掩膜版的结构示意图；
图6为本发明实施方式中阵列基板的结构示意图；以及
图7为本发明实施方式中液晶显示面板的结构示意图。
具体实施方式
参考图1，图1为本发明实施方式中顶栅底接触型像素结构100的示意图。像素结构100包括基板11、氧化铟锡(ITO)层12、金属层13、有机半导体层14、栅绝缘层15、栅电极层16、钝化层17及像素电极层18。基板11的材料可为玻璃、聚苯二甲酸乙二醇酯(PEN)或其他。
ITO层12及金属层13依次设置于基板11的一表面上，金属层13设置于ITO层12的一部分之上。ITO层12上形成有有机薄膜晶体管的源极、漏极。ITO层12搭配金属层13作为有机薄膜晶体管的数据电极层。在本实施方式中，金属层13包括第一金属子层及设置于第一金属子层之上的第二金属子层。第一金属子层的材料为电阻率较低的金属，如铝(Al)、铬(Cr)、铜(Cu)等，第二金属子层的材料为不易被氧化的金属，如钼(Mu)、钨(W)等。在其他实施方式中，金属层13也可仅包括一层金属，材料为电阻率较低且不易被氧化的金属，如银(Ag)、铝(Al)等。本实施方式中，在ITO层12上形成有机薄膜晶体管的源极、漏极，并且由于ITO层12的一部分之上设置有金属层13，因此，可极大减少有机薄膜晶体管的源极、漏极与有机半导体层14的接触电阻，再者，将ITO层12搭配金属层13设置为有机薄膜晶体管的数据电极层，可使得具有该像素结构100的液晶显示面板中的数据导通线的电阻不会过大。
本实施方式中，有机半导体层14上形成的图案电连接于ITO层12、金属层13。栅电极层16设置于栅绝缘层15之上。钝化层17设置于栅绝缘层15之上。像素结构100还包括连通钝化层17及栅绝缘层15并与金属层13连接的过孔19。像素电极层18设置于钝化层17之上并通过过孔19电连接于金属层13及ITO层12。
参考图2，图2为本发明实施方式中底栅底接触型像素结构200的示意图。像素结构200包括基板21、栅电极层22、栅绝缘层23、ITO层24、金属层25、有机半导体层26、钝化层27及像素电极层28。基板21的材料可为玻璃、聚苯二甲酸乙二醇酯(PEN)或其他。
栅电极层22及栅绝缘层23设置于基板21的一表面上。ITO层24及金属层25依次设置于栅绝缘层23之上，金属层25设置于ITO层24的一部分之上。ITO层24上形成有有机薄膜晶体管的源极、漏极。ITO层24搭配金属层25作为有机薄膜晶体管的数据电极层。在本实施方式中，金属层25包括第一金属子层及设置于第一金属子层之上的第二金属子层。第一金属子层的材料为电阻率较低的金属，如铝(Al)、铬(Cr)、铜(Cu)等，第二金属子层的材料为不易被氧化的金属，如钼(Mu)、钨(W)等。在其他实施方式中，金属层25也可仅包括一层金属，材料为电阻率较低且不易被氧化的金属，如银(Ag)、铝(Al)等。本实施方式中，在ITO层24上形成有机薄膜晶体管的源极、漏极，并且由于ITO层24的一部分之上设置有金属层25，因此，可极大减少有机薄膜晶体管的源极、漏极与有机半导体层26的接触电阻，再者，将ITO层24搭配金属层25设置为有机薄膜晶体管的数据电极层，可使得具有该像素结构200的液晶显示面板中的数据导通线的电阻不会过大。
本实施方式中，有机半导体层26上形成的图案电连接于ITO层24、金属层25。钝化层27设置于栅绝缘层23之上。像素结构200还包括形成于钝化层27并与金属层25连接的过孔29。像素电极层28设置于钝化层27之上并通过过孔29电连接于金属层25及ITO层24。
参考图3，图3为本发明实施方式中顶栅底接触型像素结构100制造方法的流程图。
步骤301，提供一基板11。
其中，基板11的材料可为玻璃、聚苯二甲酸乙二醇酯(PEN)或其他。
步骤302，在基板11的一表面依次形成一ITO层12和一金属层13。
其中，按传统制程采用物理气相沉积(PVD)成膜方法在基板11上沉积ITO层12和金属层13，在此不再详细赘述。
其中，可在ITO层12上沉积两个金属子层。与ITO层12接触的金属子层的材料为电阻率较低的金属，如铝(Al)、铬(Cr)、铜(Cu)等，另一金属子层的材料为不易被氧化的金属，如钼(Mu)、钨(W)等。在其他实施方式中，也可在ITO层12上仅沉积一层金属，金属层13的材料为电阻率较低且不易被氧化的金属，如银(Ag)、铝(Al)等。
步骤303，在金属层13上涂布一层光刻胶，通过掩膜版500(见图5)进行曝光、显影，以去除基板11与掩膜版500的全透光区域51对应的位置上的全部的光刻胶，保留基板11与掩膜版500的全遮光区域52对应的位置上的光刻胶，去除基板11与掩膜版500的半透光区域53对应的位置上的部分光刻胶。
其中，通过掩膜版500进行曝光、显影的方法为现有技术，在此不再详细赘述。掩膜版500可为半色调掩膜版或灰度掩膜版。
步骤304，通过湿刻方法刻蚀掉基板11与掩膜版500的全透光区域51对应的位置上的金属层13和ITO层12。
步骤305，采用等离子(plasma)表面处理处理基板11，以去除基板11与掩膜版500的半透光区域53对应的位置上残留的光刻胶，以及去除基板11与掩膜版500的全遮光区域52对应的位置上的部分光刻胶。
步骤306，湿刻掉基板11与掩膜版500的半透光区域53对应的位置上的金属层13，保留基板11与掩膜版的全遮光区域52、半透光区域53对应的位置上的ITO层12，以在ITO层12上形成薄膜晶体管的源极、漏极。经过此步骤后，ITO层12的一部分之上设置有金属层13。
步骤307，去除基板11与掩膜版500的全遮光区域52对应的位置上残留的光刻胶。
步骤308，在基板11上形成有机半导体层14，并制作有机半导体图案，其中，有机半导体图案电连接于ITO层12及金属层13。
其中，可通过传统的曝光、显影、刻蚀工艺制作出有机半导体图案，在此不再详细赘述。
步骤309，依次制作栅绝缘层15、栅电极层16、钝化层17和像素电极层28。
其中，采用传统的有机薄膜晶体管的制作工艺制作栅绝缘层15、栅电极层16、钝化层17和像素电极层18，在此不再详细赘述。
其中，制作像素电极层18之前，还包括：通过蚀刻工艺形成连通钝化层17及栅绝缘层15并与金属层13连接的过孔19。制作像素电极层18包括：在钝化层17之上制作像素电极层18，并且像素电极层18通过过孔19电连接于金属层13及ITO层12。
本实施方式中，在ITO层12上形成有机薄膜晶体管的源极、漏极，并且由于ITO层12的一部分之上设置有金属层13，因此，可极大减少有机薄膜晶体管的源极、漏极与有机半导体层14的接触电阻，再者，将ITO层12搭配金属层13设置为有机薄膜晶体管的数据电极层，可使得具有该像素结构100的液晶显示面板中的数据导通线的电阻不会过大。再者，本发明仅采用一张掩膜版500制作像素结构，降低了制作成本。
参考图4，图4为本发明实施方式中底栅底接触型像素结构200制造方法的流程图。
步骤401，提供一基板21。
其中，基板21的材料可为玻璃、聚苯二甲酸乙二醇酯(PEN)或其他。
步骤402，在基板21的一表面依次形成栅电极层22及栅绝缘层23。
其中，采用传统的有机薄膜晶体管的制作工艺制作栅电极层22及栅绝缘层23，在此不再详细赘述。
步骤403，在栅绝缘层23上依次形成一ITO层24和一金属层25。
其中，按传统制程采用物理气相沉积(PVD)成膜方法在基板21上沉积ITO层24和金属层25，在此不再详细赘述。
其中，可在ITO层24上沉积两个金属子层。与ITO层24接触的金属子层的材料为电阻率较低的金属，如铝(Al)、铬(Cr)、铜(Cu)等，另一金属子层的材料为不易被氧化的金属，如钼(Mu)、钨(W)等。在其他实施方式中，也可在ITO层24上仅沉积一层金属，金属层25的材料为电阻率较低且不易被氧化的金属，如银(Ag)、铝(Al)等。
步骤404，在金属层25上涂布一层光刻胶，通过掩膜版500(见图5)进行曝光、显影，以去除基板21与掩膜版500的全透光区域51对应的位置上的全部的光刻胶，保留基板21与掩膜版500的全遮光区域52对应的位置上的光刻胶，去除基板21与掩膜版500的半透光区域53对应的位置上的部分光刻胶。
其中，通过掩膜版500进行曝光、显影的方法为现有技术，在此不再详细赘述。掩膜版500可为半色调掩膜版或灰度掩膜版。
步骤405，通过湿刻方法刻蚀掉基板21与掩膜版500的全透光区域51对应的位置上的金属层25和ITO层24。
步骤406，采用等离子(plasma)表面处理处理基板21，以去除基板21与掩膜版500的半透光区域53对应的位置上残留的光刻胶，以及去除基板11与掩膜版500的全遮光区域52对应的位置上的部分光刻胶。
步骤407，湿刻掉基板21与掩膜版500的半透光区域53对应的位置上的金属层25，保留基板21与掩膜版的全遮光区域52、半透光区域53对应的位置上的ITO层24，以在ITO层24上形成薄膜晶体管的源极、漏极。经过此步骤之后，ITO层24的一部分之上设置有金属层25。
步骤408，去除基板21与掩膜版500的全遮光区域52对应的位置上残留的光刻胶。
步骤409，在基板21上形成有机半导体层26，并制作有机半导体图案，其中，有机半导体图案电连接于ITO层24及金属层25。
其中，可通过传统的曝光、显影、刻蚀工艺制作出有机半导体图案，在此不再详细赘述。
步骤410，依次制作钝化层27和像素电极层28。
其中，采用传统的有机薄膜晶体管的制作工艺制作钝化层27和像素电极层28，在此不再详细赘述。
其中，制作像素电极层28之前，还包括：通过蚀刻工艺在钝化层27中形成与金属层25连接的过孔29。制作像素电极层28包括：在钝化层27之上制作像素电极层28，并且像素电极层28通过过孔29与金属层25及ITO层24电连接。
本实施方式中，ITO层24上形成有有机薄膜晶体管的源极、漏极，并且由于ITO层24的一部分之上设置有金属层25，因此，可极大减少有机薄膜晶体管的源极、漏极与有机半导体层26的接触电阻，再者，将ITO层24搭配金属层25设置为有机薄膜晶体管的数据电极层，可使得具有该像素结构200的液晶显示面板中的数据导通线的电阻不会过大。再者，本发明仅采用一张掩膜版500制作像素结构，降低了制作成本。
参考图6，本发明实施方式中的阵列基板600包括呈阵列分布的若干像素结构100或200。
参考图7，本发明实施方式中的液晶显示面板包括从上到下依次设置的上偏光片71、彩色滤光片72、液晶层73、阵列基板600及下偏光片75。阵列基板600为图6所示的阵列基板600。

Claims (10)

1.一种像素结构，包括像素电极层及薄膜晶体管，所述薄膜晶体管包括栅极、与所述栅极绝缘的源极和漏极以及有机半导体层，其特征在于，所述像素结构还包括氧化铟锡层及金属层，所述金属层设置于所述氧化铟锡层的一部分之上，所述氧化铟锡层上形成有所述源极、漏极，所述有机半导体层所形成的图案电连接于所述氧化铟锡层及金属层，所述像素电极层电连接于所述金属层及氧化铟锡层。
2.如权利要求1所述的像素结构，其特征在于，所述像素电极层通过过孔电连接于所述金属层及氧化铟锡层。
3.如权利要求1所述的像素结构，其特征在于，所述金属层包括第一金属子层及设置于所述第一金属子层之上的第二金属子层。
4.一种阵列基板，包括若干像素结构，其特征在于，所述像素结构为权利要求1至3中任意一项所述的像素结构。
5.一种液晶显示面板，其特征在于，包括如权利要求4所述的阵列基板。
6.一种像素结构制造方法，包括：
提供一基板；
在所述基板的一表面上依次形成一氧化铟锡层和一金属层；
在所述金属层上涂布一层光刻胶，通过掩膜版进行曝光、显影，以去除所述基板与所述掩膜版的全透光区域对应的位置上的全部的光刻胶，保留所述基板与所述掩膜版的全遮光区域对应的位置上的光刻胶，去除所述基板与所述掩膜版的半透光区域对应的位置上的部分光刻胶；
通过湿刻方法刻蚀掉所述基板与所述掩膜版的全透光区域对应的位置上的所述金属层和氧化铟锡层；
采用等离子表面处理处理所述基板，以去除所述基板与所述掩膜版的半透光区域对应的位置上残留的光刻胶，以及去除所述基板与所述掩膜版的全遮光区域对应的位置上的部分光刻胶；
湿刻掉所述基板与所述掩膜版的半透光区域对应的位置上的金属层，保留所述基板与所述掩膜版的全遮光区域、半透光区域对应的位置上的氧化铟锡层，以在所述氧化铟锡层上形成薄膜晶体管的源极、漏极；
去除所述基板与所述掩膜版的全遮光区域对应的位置上残留的光刻胶；
在所述基板上形成有机半导体层，并制作有机半导体图案，其中，所述有机半导体图案电连接于所述氧化铟锡层及金属层；以及
依次制作栅绝缘层、栅电极层、钝化层和像素电极层。
7.如权利要求6所述的像素结构制造方法，其特征在于，所述金属层包括第一金属子层及设置于所述第一金属子层之上的第二金属子层。
8.如权利要求6所述的像素结构制造方法，其特征在于，在制作所述像素电极层之前，还包括：通过蚀刻工艺形成连通所述钝化层及所述栅绝缘层并与所述金属层连接的过孔；
制作所述像素电极层包括：在所述钝化层之上制作所述像素电极层，并且所述像素电极层通过所述过孔电连接于所述金属层及氧化铟锡层。
9.一种像素结构制造方法，包括：
提供一基板；
在所述基板上形成栅电极层及栅绝缘层；
在所述栅绝缘层上依次形成一氧化铟锡层和一金属层；
在所述金属层上涂布一层光刻胶，通过掩膜版进行曝光、显影，以去除所述基板与所述掩膜版的全透光区域对应的位置上的全部的光刻胶，保留所述基板与所述掩膜版的全遮光区域对应的位置上的光刻胶，去除所述基板与所述掩膜版的半透光区域对应的位置上的部分光刻胶；
通过湿刻方法刻蚀掉所述基板与所述掩膜版的全透光区域对应的位置上的所述金属层和氧化铟锡层；
采用等离子表面处理处理所述基板，以去除所述基板与所述掩膜版的半透光区域对应的位置上残留的光刻胶，以及去除所述基板与所述掩膜版的全遮光区域对应的位置上的部分光刻胶；
湿刻掉所述基板与所述掩膜版半透光区域对应的位置上的金属层，保留所述基板与所述掩膜版全遮光区域、半透光区域对应的位置上的氧化铟锡层，以在所述氧化铟锡层上形成薄膜晶体管的源极、漏极；
去除所述基板与所述掩膜版全遮光区域对应的位置上残留的光刻胶；
在所述基板上形成有机半导体层，并制作有机半导体图案，其中，所述有机半导体图案电连接于所述氧化铟锡层及金属层；以及
依次制作钝化层和像素电极层。
10.如权利要求9所述的像素结构制造方法，其特征在于，所述金属层包括第一金属子层及设置于所述第一金属子层之上的第二金属子层。
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