CN106449658A - Tft基板及其制作方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种TFT基板及其制作方法。本发明的TFT基板的制作方法，通过在IGZO有源层的上方增加一层透明聚丙烯薄膜，起到屏蔽UV光的作用，防止UV光对IGZO有源层的稳定性产生影响，在不增加光罩的基础上提高了TFT器件的稳定性；本发明的TFT基板的制作方法应用于OLED显示面板的生产时，所述透明聚丙烯薄膜可作为平坦层使用，从而不改变OLED显示面板原有的制程工艺，不增加制程成本；另外，制作的TFT基板采用背沟道刻蚀型的IGZO‑TFT结构，与传统的刻蚀阻挡型的IGZO‑TFT结构相比，光刻制程少，生产成本低。本发明的TFT基板，通过在IGZO有源层的上方增加一层透明聚丙烯薄膜，起到屏蔽UV光的作用，提高了TFT器件的稳定性，且生产成本低。
Description
技术领域
本发明涉及显示技术领域，尤其涉及一种TFT基板及其制作方法。
背景技术
随着显示技术的发展，液晶显示器(Liquid Crystal Display，LCD)等平面显示装置因具有高画质、省电、机身薄及应用范围广等优点，而被广泛的应用于手机、电视、个人数字助理、数字相机、笔记本电脑、台式计算机等各种消费性电子产品，成为显示装置中的主流。
现有市场上的液晶显示装置大部分为背光型液晶显示器，其包括液晶显示面板及背光模组(backlight module)。液晶显示面板的工作原理是在两片平行的玻璃基板当中放置液晶分子，两片玻璃基板中间有许多垂直和水平的细小电线，通过通电与否来控制液晶分子改变方向，将背光模组的光线折射出来产生画面。
通常液晶显示面板由彩膜(CF，Color Filter)基板、薄膜晶体管(TFT，Thin FilmTransistor)基板、夹于彩膜基板与薄膜晶体管基板之间的液晶(LC，Liquid Crystal)及密封胶框(Sealant)组成，其成型工艺一般包括：前段阵列(Array)制程(薄膜、黄光、蚀刻及剥膜)、中段成盒(Cell)制程(TFT基板与CF基板贴合)及后段模组组装制程(驱动IC与印刷电路板压合)。其中，前段Array制程主要是形成TFT基板，以便于控制液晶分子的运动；中段Cell制程主要是在TFT基板与CF基板之间添加液晶；后段模组组装制程主要是驱动IC压合与印刷电路板的整合，进而驱动液晶分子转动，显示图像。
有机发光二极管(Organic Light-Emitting Diode，OLED)显示器，也称为有机电致发光显示器，是一种新兴的平板显示装置，由于其具有制备工艺简单、成本低、功耗低、发光亮度高、工作温度适应范围广、体积轻薄、响应速度快，而且易于实现彩色显示和大屏幕显示、易于实现和集成电路驱动器相匹配、易于实现柔性显示等优点，因而具有广阔的应用前景。
OLED通常包括：基板、设于基板上的阳极、设于阳极上的空穴注入层、设于空穴注入层上的空穴传输层、设于空穴传输层上的发光层、设于发光层上的电子传输层、设于电子传输层上的电子注入层、及设于电子注入层上的阴极。OLED显示器件的发光原理为半导体材料和有机发光材料在电场驱动下，通过载流子注入和复合导致发光。具体的，OLED显示器件通常采用ITO像素电极和金属电极分别作为器件的阳极和阴极，在一定电压驱动下，电子和空穴分别从阴极和阳极注入到电子传输层和空穴传输层，电子和空穴分别经过电子传输层和空穴传输层迁移到发光层，并在发光层中相遇，形成激子并使发光分子激发，后者经过辐射弛豫而发出可见光。
OLED按照驱动方式可以分为无源矩阵型OLED(Passive Matrix OLED，PMOLED)和有源矩阵型OLED(Active Matrix OLED，AMOLED)两大类，即直接寻址和薄膜晶体管矩阵寻址两类。其中，AMOLED具有呈阵列式排布的像素，属于主动显示类型，发光效能高，通常用作高清晰度的大尺寸显示装置。
薄膜晶体管(TFT)是目前液晶显示装置和有源矩阵驱动式有机电致发光显示装置中的主要驱动元件，直接关系到高性能平板显示装置的发展方向。铟镓锌氧化物(IGZO)由于具有高迁移率、适用于大面积生产、易于由非晶硅(a-Si)制程转换等优势，成为目前薄膜晶体管技术领域内的研究热点。但IGZO-TFT中的IGZO有源层对于工艺和环境非常敏感，常常需要采用刻蚀阻挡层(ES)结构并增加一道光罩(Mask)对IGZO有源层进行保护，不利于TFT制程成本的降低；同时由于源漏极(SD)与刻蚀阻挡层(ES)之间的堆叠，使得TFT器件的沟道尺寸较大，寄生电容也较大。另外，由于IGZO的禁带宽度(约为3.4eV)与紫外(UV)光的禁带宽度(高于3.1eV)相近，IGZO对UV光有很好的吸收作用，IGZO有源层在UV光的照射下，价带电子等易吸收能量跃迁至导带，使TFT的阈值电压偏移，造成显示器显示效果不稳定。
发明内容
本发明的目的在于提供一种TFT基板的制作方法，能够提高TFT器件的稳定性，且生产成本低。
本发明的目的还在于提供一种TFT基板，TFT器件的稳定性好，且生产成本低。
为实现上述目的，本发明提供一种TFT基板的制作方法，包括如下步骤：
步骤1、提供一衬底基板，在所述衬底基板上形成栅极，在所述栅极与衬底基板上形成栅极绝缘层；
步骤2、在所述栅极绝缘层上形成对应于所述栅极上方的有源层，在所述有源层与栅极绝缘层上形成源极与漏极，所述源极与漏极分别与所述有源层的两侧相接触；
步骤3、在所述源极、漏极、有源层、及栅极绝缘层上形成钝化层，在所述钝化层上形成透明聚丙烯薄膜。
所述步骤3中形成的透明聚丙烯薄膜表面平坦，构成平坦层，并且，所述TFT基板的制作方法还包括：
步骤4、在所述平坦层与钝化层上形成对应于所述漏极上方的第一通孔，在所述平坦层上形成第一电极，所述第一电极经由所述第一通孔与所述漏极相接触；
在所述第一电极与平坦层上形成像素定义层，在所述像素定义层上形成对应于所述第一电极上方的第二通孔。
所述有源层的材料为铟镓锌氧化物。
所述衬底基板为玻璃基板；所述栅极、源极、及漏极的材料分别包括钼、铝、铜、钛、铬中的一种或多种；所述栅极绝缘层与钝化层的材料分别包括氧化硅与氮化硅中的一种或多种。
进一步的，所述步骤4还包括：在所述第二通孔内从下到上依次形成OLED发光层与第二电极；所述第一电极与第二电极分别为阳极与阴极；所述第一电极与第二电极的材料分别包括金属与透明导电金属氧化物中的一种或多种。
本发明还提供一种TFT基板，包括：衬底基板、设于所述衬底基板上的栅极、设于所述栅极与衬底基板上的栅极绝缘层、设于所述栅极绝缘层上且对应于所述栅极上方的有源层、设于所述有源层与栅极绝缘层上且分别与所述有源层的两侧相接触的源极与漏极、设于所述源极、漏极、有源层、及栅极绝缘层上的钝化层、以及设于所述钝化层上的透明聚丙烯薄膜。
所述透明聚丙烯薄膜表面平坦，构成平坦层，所述TFT基板还包括：设于所述平坦层与钝化层上且对应于所述漏极上方的第一通孔、设于所述平坦层上的第一电极、设于所述第一电极与平坦层上的像素定义层、以及设于所述像素定义层上且对应于所述第一电极上方的第二通孔；所述第一电极经由所述第一通孔与所述漏极相接触。
所述有源层的材料为铟镓锌氧化物。
所述衬底基板为玻璃基板；所述栅极、源极、及漏极的材料分别包括钼、铝、铜、钛、铬中的一种或多种；所述栅极绝缘层与钝化层的材料分别包括氧化硅与氮化硅中的一种或多种。
进一步的，所述TFT基板还包括：设于所述第二通孔内且从下到上依次层叠设置的OLED发光层与第二电极；所述第一电极与第二电极分别为阳极与阴极；所述第一电极与第二电极的材料分别包括金属与透明导电金属氧化物中的一种或多种。
本发明的有益效果：本发明提供的一种TFT基板的制作方法，通过在IGZO有源层的上方增加一层透明聚丙烯薄膜，起到屏蔽UV光的作用，防止UV光对IGZO有源层的稳定性产生影响，在不增加光罩的基础上提高了TFT器件的稳定性；本发明的TFT基板的制作方法应用于OLED显示面板的生产时，所述透明聚丙烯薄膜可作为平坦层使用，从而不改变OLED显示面板原有的制程工艺，不增加制程成本；另外，制作的TFT基板采用背沟道刻蚀型的IGZO-TFT结构，与传统的刻蚀阻挡型的IGZO-TFT结构相比，光刻制程少，生产成本低。本发明提供的一种TFT基板，通过在IGZO有源层的上方增加一层透明聚丙烯薄膜，起到屏蔽UV光的作用，提高了TFT器件的稳定性，且生产成本低。
为了能更进一步了解本发明的特征以及技术内容，请参阅以下有关本发明的详细说明与附图，然而附图仅提供参考与说明用，并非用来对本发明加以限制。
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。
附图中，
图1为本发明的TFT基板的制作方法的流程图；
图2为本发明的TFT基板的制作方法的步骤1的示意图；
图3为本发明的TFT基板的制作方法的步骤2的示意图；
图4为本发明的TFT基板的制作方法的步骤3的示意图暨本发明的TFT基板的结构示意图；
图5为本发明的TFT基板的制作方法的步骤4的示意图暨本发明的TFT基板的优选实施例的结构示意图。
具体实施方式
为更进一步阐述本发明所采取的技术手段及其效果，以下结合本发明的优选实施例及其附图进行详细描述。
请参阅图1，本发明首先提供一种TFT基板的制作方法，包括如下步骤：
步骤1、如图2所示，提供一衬底基板10，在所述衬底基板10上形成栅极11，在所述栅极11与衬底基板10上形成栅极绝缘层12。
具体的，所述衬底基板10为玻璃基板。
具体的，所述栅极11的材料包括钼(Mo)、铝(Al)、铜(Cu)、钛(Ti)、铬(Cr)中的一种或多种。
具体的，所述栅极绝缘层12的材料包括氧化硅(SiOx)与氮化硅(SiNx)中的一种或多种。优选的，所述栅极绝缘层12的材料为氧化硅。
具体的，所述步骤1中，采用物理气相沉积方法(PVD)沉积一金属薄膜，采用光刻工艺对所述金属薄膜进行图形化处理后，得到所述栅极11。
具体的，所述步骤1中，采用化学气相沉积方法(CVD)沉积得到所述栅极绝缘层12。
步骤2、如图3所示，在所述栅极绝缘层12上形成对应于所述栅极11上方的有源层20，在所述有源层20与栅极绝缘层12上形成源极31与漏极32，所述源极31与漏极32分别与所述有源层20的两侧相接触。
具体的，所述有源层20的材料为铟镓锌氧化物(IGZO)。
具体的，所述源极31与漏极32的材料分别包括钼(Mo)、铝(Al)、铜(Cu)、钛(Ti)、铬(Cr)中的一种或多种。
具体的，所述步骤2中，采用化学气相沉积方法(CVD)沉积得到一半导体层，采用光刻工艺对所述半导体层进行图形化处理后，得到所述有源层20；所述光刻工艺包括涂布(coating)光刻胶、曝光、显影、及干法刻蚀制程。
具体的，所述步骤2中，采用物理气相沉积方法(PVD)沉积一金属薄膜，采用光刻工艺对所述金属薄膜进行图形化处理后，得到所述源极31与漏极32。
步骤3、如图4所示，在所述源极31、漏极32、有源层20、及栅极绝缘层12上形成钝化层40，在所述钝化层40上形成透明聚丙烯薄膜41。
具体的，所述钝化层40的材料包括氧化硅(SiOx)与氮化硅(SiNx)中的一种或多种。优选的，所述钝化层40的材料为氧化硅。
具体的，所述步骤3中，采用化学气相沉积方法(CVD)沉积得到所述钝化层40。
具体的，所述步骤3中，采用涂布(coating)工艺形成所述透明聚丙烯薄膜41。
由于所述透明聚丙烯薄膜41具有优异的可见光透过性和优秀的UV光屏蔽特性，可有效防止IGZO-TFT在UV光和外界环境的影响下发生阈值电压漂移现象，提高TFT器件的稳定性；并且由于所述透明聚丙烯薄膜41的制作过程不需要使用光罩，不增加光刻制程，从而有效节约生产成本。
具体的，本发明的TFT基板的制作方法可用于制作液晶显示面板中的TFT基板，也可以用于制作AMOLED显示面板中的TFT基板，当本发明的TFT基板的制作方法用于制作AMOLED显示面板中的TFT基板时，所述步骤3中形成的透明聚丙烯薄膜41表面平坦，构成平坦层50，并且，所述TFT基板的制作方法还包括：
步骤4、如图5所示，在所述平坦层50与钝化层40上形成对应于所述漏极32上方的第一通孔51，在所述平坦层50上形成第一电极60，所述第一电极60经由所述第一通孔51与所述漏极32相接触；
在所述第一电极60与平坦层50上形成像素定义层70，在所述像素定义层70上形成对应于所述第一电极60上方的第二通孔71。至此，得到一应用于AMOLED显示面板中的TFT基板。
进一步的，所述步骤4还可以包括：在所述第二通孔71内从下到上依次形成OLED发光层80与第二电极90。
具体的，所述第一电极60与第二电极90分别为阴极与阳极或者分别为阳极与阴极。
具体的，所述第一电极60与第二电极90的材料分别包括金属与透明导电金属氧化物中的一种或多种。
具体的，所述像素定义层70的材料为有机光阻材料。
具体的，所述步骤4中，通过曝光、显影、及干法刻蚀等步骤形成所述第一通孔51。
具体的，所述步骤4中，采用物理气相沉积方法(PVD)沉积一导电薄膜，采用光刻工艺对所述导电薄膜进行图形化处理后，得到所述第一电极60。
具体的，所述步骤4中，采用涂布(coating)工艺形成所述像素定义层70，并采用曝光、显影制程在所述像素定义层70上形成所述第二通孔71。
具体的，所述步骤4中，采用蒸镀方法形成所述OLED发光层80。
具体的，所述步骤4中，采用物理气相沉积方法(PVD)沉积一导电薄膜，采用光刻工艺对所述导电薄膜进行图形化处理后，得到所述第二电极90。
上述TFT基板的制作方法，通过在IGZO有源层的上方增加一层透明聚丙烯薄膜，起到屏蔽UV光的作用，防止UV光对IGZO有源层的稳定性产生影响，在不增加光罩的基础上提高了TFT器件的稳定性；本发明的TFT基板的制作方法应用于OLED显示面板的生产时，所述透明聚丙烯薄膜可作为平坦层使用，从而不改变OLED显示面板原有的制程工艺，不增加制程成本；另外，制作的TFT基板采用背沟道刻蚀型(BCE)的IGZO-TFT结构，与传统的刻蚀阻挡型(ES)的IGZO-TFT结构相比，光刻制程少，生产成本低。
请参阅图4，基于上述TFT基板的制作方法，本发明还提供一种TFT基板，包括：衬底基板10、设于所述衬底基板10上的栅极11、设于所述栅极11与衬底基板10上的栅极绝缘层12、设于所述栅极绝缘层12上且对应于所述栅极11上方的有源层20、设于所述有源层20与栅极绝缘层12上且分别与所述有源层20的两侧相接触的源极31与漏极32、设于所述源极31、漏极32、有源层20、及栅极绝缘层12上的钝化层40、以及设于所述钝化层40上的透明聚丙烯薄膜41。
具体的，所述有源层20的材料为铟镓锌氧化物(IGZO)。
由于所述透明聚丙烯薄膜41具有优异的可见光透过性和优秀的UV光屏蔽特性，可有效防止IGZO-TFT在UV光和外界环境的影响下发生阈值电压漂移现象，提高TFT器件的稳定性。
具体的，本发明的TFT基板可应用于液晶显示面板或者AMOLED显示面板中，请参阅图5，当本发明的TFT基板应用于AMOLED显示面板中时，所述透明聚丙烯薄膜41表面平坦，构成平坦层50，所述TFT基板还包括：设于所述平坦层50与钝化层40上且对应于所述漏极32上方的第一通孔51、设于所述平坦层50上的第一电极60、设于所述第一电极60与平坦层50上的像素定义层70、以及设于所述像素定义层70上且对应于所述第一电极60上方的第二通孔71；所述第一电极60经由所述第一通孔51与所述漏极32相接触。
进一步的，所述TFT基板还可以包括：设于所述第二通孔71内且从下到上依次层叠设置的OLED发光层80与第二电极90。
具体的，所述第一电极60与第二电极90分别为阴极与阳极或者分别为阳极与阴极。所述第一电极60与第二电极90的材料分别包括金属与透明导电金属氧化物中的一种或多种。
具体的，所述像素定义层70的材料为有机光阻材料。
具体的，所述衬底基板10为玻璃基板。
具体的，所述栅极11、源极31、及漏极32的材料分别包括钼(Mo)、铝(Al)、铜(Cu)、钛(Ti)、铬(Cr)中的一种或多种。
具体的，所述栅极绝缘层12与钝化层40的材料分别包括氧化硅(SiOx)与氮化硅(SiNx)中的一种或多种。优选的，所述栅极绝缘层12与钝化层40的材料均为氧化硅。
上述TFT基板，通过在IGZO有源层的上方增加一层透明聚丙烯薄膜，起到屏蔽UV光的作用，防止UV光对IGZO有源层的稳定性产生影响，在不增加光罩的基础上提高了TFT器件的稳定性；本发明的TFT基板应用于OLED显示面板时，所述透明聚丙烯薄膜可作为平坦层使用，从而不改变OLED显示面板原有的制程工艺，不增加制程成本；另外，采用背沟道刻蚀型(BCE)的IGZO-TFT结构，与传统的刻蚀阻挡型(ES)的IGZO-TFT结构相比，光刻制程少，生产成本低。
综上所述，本发明提供一种TFT基板及其制作方法。本发明的TFT基板的制作方法，通过在IGZO有源层的上方增加一层透明聚丙烯薄膜，起到屏蔽UV光的作用，防止UV光对IGZO有源层的稳定性产生影响，在不增加光罩的基础上提高了TFT器件的稳定性；本发明的TFT基板的制作方法应用于OLED显示面板的生产时，所述透明聚丙烯薄膜可作为平坦层使用，从而不改变OLED显示面板原有的制程工艺，不增加制程成本；另外，制作的TFT基板采用背沟道刻蚀型的IGZO-TFT结构，与传统的刻蚀阻挡型的IGZO-TFT结构相比，光刻制程少，生产成本低。本发明的TFT基板，通过在IGZO有源层的上方增加一层透明聚丙烯薄膜，起到屏蔽UV光的作用，提高了TFT器件的稳定性，且生产成本低。
以上所述，对于本领域的普通技术人员来说，可以根据本发明的技术方案和技术构思作出其他各种相应的改变和变形，而所有这些改变和变形都应属于本发明权利要求的保护范围。
Claims (10)
1.一种TFT基板的制作方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤1、提供一衬底基板(10)，在所述衬底基板(10)上形成栅极(11)，在所述栅极(11)与衬底基板(10)上形成栅极绝缘层(12)；
步骤2、在所述栅极绝缘层(12)上形成对应于所述栅极(11)上方的有源层(20)，在所述有源层(20)与栅极绝缘层(12)上形成源极(31)与漏极(32)，所述源极(31)与漏极(32)分别与所述有源层(20)的两侧相接触；
步骤3、在所述源极(31)、漏极(32)、有源层(20)、及栅极绝缘层(12)上形成钝化层(40)，在所述钝化层(40)上形成透明聚丙烯薄膜(41)。
2.如权利要求1所述的TFT基板的制作方法，其特征在于，所述步骤3中形成的透明聚丙烯薄膜(41)表面平坦，构成平坦层(50)，并且，所述TFT基板的制作方法还包括：
步骤4、在所述平坦层(50)与钝化层(40)上形成对应于所述漏极(32)上方的第一通孔(51)，在所述平坦层(50)上形成第一电极(60)，所述第一电极(60)经由所述第一通孔(51)与所述漏极(32)相接触；
在所述第一电极(60)与平坦层(50)上形成像素定义层(70)，在所述像素定义层(70)上形成对应于所述第一电极(60)上方的第二通孔(71)。
3.如权利要求1所述的TFT基板的制作方法，其特征在于，所述有源层(20)的材料为铟镓锌氧化物。
4.如权利要求1所述的TFT基板的制作方法，其特征在于，所述衬底基板(10)为玻璃基板；所述栅极(11)、源极(31)、及漏极(32)的材料分别包括钼、铝、铜、钛、铬中的一种或多种；所述栅极绝缘层(12)与钝化层(40)的材料分别包括氧化硅与氮化硅中的一种或多种。
5.如权利要求2所述的TFT基板的制作方法，其特征在于，所述步骤4还包括：在所述第二通孔(71)内从下到上依次形成OLED发光层(80)与第二电极(90)；所述第一电极(60)与第二电极(90)分别为阳极与阴极；所述第一电极(60)与第二电极(90)的材料分别包括金属与透明导电金属氧化物中的一种或多种。
6.一种TFT基板，其特征在于，包括：衬底基板(10)、设于所述衬底基板(10)上的栅极(11)、设于所述栅极(11)与衬底基板(10)上的栅极绝缘层(12)、设于所述栅极绝缘层(12)上且对应于所述栅极(11)上方的有源层(20)、设于所述有源层(20)与栅极绝缘层(12)上且分别与所述有源层(20)的两侧相接触的源极(31)与漏极(32)、设于所述源极(31)、漏极(32)、有源层(20)、及栅极绝缘层(12)上的钝化层(40)、以及设于所述钝化层(40)上的透明聚丙烯薄膜(41)。
7.如权利要求6所述的TFT基板，其特征在于，所述透明聚丙烯薄膜(41)表面平坦，构成平坦层(50)，所述TFT基板还包括：设于所述平坦层(50)与钝化层(40)上且对应于所述漏极(32)上方的第一通孔(51)、设于所述平坦层(50)上的第一电极(60)、设于所述第一电极(60)与平坦层(50)上的像素定义层(70)、以及设于所述像素定义层(70)上且对应于所述第一电极(60)上方的第二通孔(71)；所述第一电极(60)经由所述第一通孔(51)与所述漏极(32)相接触。
8.如权利要求6所述的TFT基板，其特征在于，所述有源层(20)的材料为铟镓锌氧化物。
9.如权利要求6所述的TFT基板，其特征在于，所述衬底基板(10)为玻璃基板；所述栅极(11)、源极(31)、及漏极(32)的材料分别包括钼、铝、铜、钛、铬中的一种或多种；所述栅极绝缘层(12)与钝化层(40)的材料分别包括氧化硅与氮化硅中的一种或多种。
10.如权利要求7所述的TFT基板，其特征在于，还包括：设于所述第二通孔(71)内且从下到上依次层叠设置的OLED发光层(80)与第二电极(90)；所述第一电极(60)与第二电极(90)分别为阳极与阴极；所述第一电极(60)与第二电极(90)的材料分别包括金属与透明导电金属氧化物中的一种或多种。
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