CN106847746A - 一种阵列基板的制备方法、阵列基板及显示装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种阵列基板的制备方法、阵列基板及显示装置，由于在制备开关薄膜晶体管的有源层和驱动薄膜晶体管的有源层时，采用激光对与开关薄膜晶体管对应的第一预设区域和与驱动薄膜晶体管对应的第二预设区域进行照射，使第一预设区域的非晶硅薄膜形成的多晶硅薄膜的晶化程度大于第二预设区域的非晶硅薄膜形成的多晶硅薄膜的晶化程度，有效的控制了驱动薄膜晶体管对应的有源层的非晶硅薄膜的晶化程度，使驱动薄膜晶体管的载流子迁移率降低，因此，与现有技术相比，在保证开关晶体管的载流子的迁移率的基础上，无需增加沟道长度就可以降低驱动薄膜晶体管载流子的迁移率，保证了显示面板的高分辨率。
Description
技术领域
本发明涉及显示技术领域，特别涉及一种阵列基板的制备方法、阵列基板及显示装置。
背景技术
在薄膜晶体管显示技术领域，与非晶硅(a-Si)薄膜晶体管相比，多晶硅(P-Si)尤其是低温多晶硅薄膜晶体管(Low Temperature Poly-silicon Thin Film Transistor，LTPS TFT)具有更高的载流子迁移率、更好的液晶特性以及较少的漏电流，已经逐渐取代非晶硅薄膜晶体管，成为薄膜晶体管的主流，而且低温多晶硅薄膜晶体管还能被用于柔性显示器以及有机发光二极管显示器上。
现有显示面板中开关薄膜晶体管(Switching Thin Film Transistor，STFT)和驱动薄膜晶体管(Driving Thin Film Transistor，DTFT)均采用高迁移率的低温多晶硅作为有源层。LTPS TFT高的载流子迁移率，能够有效的提高STFT的开关特性，但是，DTFT在载流子的迁移率偏大时，不利于显示器进行灰阶显示。
现有技术中，为了保证DTFT对开启电压值的要求，通常是通过增加有源层的长度来实现的，但是有源层的长度的增加限制了分辨率的提高。
因此，在保证分辨率基础上降低DTFT的有源层的载流子迁移率是本领域技术人员亟待解决的技术问题。
发明内容
有鉴于此，本发明实施例提供了一种阵列基板的制备方法、阵列基板及显示装置，用于解决驱动薄膜晶体管迁移率偏大的问题。
因此，本发明实施例提供了一种阵列基板的制备方法，包括在衬底基板上形成开关薄膜晶体管和驱动薄膜晶体管，形成所述开关薄膜晶体管的有源层的图形和形成所述驱动薄膜晶体管的有源层的图形，具体包括：
在所述衬底基板上形成非晶硅薄膜；
采用激光对所述非晶硅薄膜的第一预设区域和第二预设区域进行照射，使所述第一预设区域的非晶硅薄膜形成的多晶硅薄膜的晶化程度大于所述第二预设区域的非晶硅薄膜形成的多晶硅薄膜的晶化程度；其中，所述第一预设区域的多晶硅薄膜为所述开关薄膜晶体管的有源层，第二预设区域的多晶硅薄膜为所述驱动薄膜晶体管的有源层。
较佳地，在本发明实施例提供的上述制备方法中，采用激光对所述非晶硅薄膜的第一预设区域和第二预设区域进行照射，使所述第一预设区域的非晶硅薄膜形成的多晶硅薄膜的晶化程度大于所述第二预设区域的非晶硅薄膜形成的多晶硅薄膜的晶化程度具体为：
采用激光对所述非晶硅薄膜的第一预设区域和第二预设区域进行照射，使所述非晶硅薄膜的第一预设区域接收的激光能量大于所述非晶硅薄膜的第二预设区域接收的激光能量。
较佳地，在本发明实施例提供的上述制备方法中，采用激光对所述非晶硅薄膜的第一预设区域和第二预设区域进行照射，使所述非晶硅薄膜的第一预设区域接收的激光能量大于所述非晶硅薄膜的第二预设区域接收的激光能量，具体包括：
在所述非晶硅薄膜上方设置第一掩膜板，其中所述第一掩膜板为灰色调掩膜板或半色调掩膜板；
采用激光对所述第一掩膜板进行照射，使激光从所述第一掩膜板的完全透光区域照射在所述非晶硅薄膜上的第一预设区域，从所述第一掩膜板的半透光区域照射在所述非晶硅薄膜上的第二预设区域。
较佳地，在本发明实施例提供的上述制备方法中，采用激光对所述非晶硅薄膜的第一预设区域和第二预设区域进行照射，使所述非晶硅薄膜的第一预设区域接收的激光能量大于所述非晶硅薄膜的第二预设区域接收的激光能量，具体包括：
在所述非晶硅薄膜上方设置第二掩膜板，所述第二掩膜板包括第一遮光区域和第一镂空区域；
采用第一激光对所述第二掩膜板进行照射，使激光从所述第二掩膜板的所述第一镂空区域照射在所述非晶硅薄膜上的第一预设区域或第二预设区域；
在所述非晶硅薄膜上方设置第三掩膜板，所述第三掩膜板包括第二遮光区域和第二镂空区域；
采用第二激光对所述第三掩膜板进行照射，使激光从所述第三掩膜板的所述第二镂空区域照射在所述非晶硅薄膜上的第一预设区域或第二预设区域；
其中，当所述第一激光照射在所述第一预设区域，且所述二激光照射在所述第二预设区域时，所述第一激光的能量大于所述二激光的能量，当所述第一激光照射在所述第二预设区域，且所述第二激光照射在所述第一预设区域时，所述第二激光能量大于所述第一激光能量。
较佳地，在本发明实施例提供的上述制备方法中，在采用激光对所述掩膜板进行照射之前还包括：在所述非晶硅薄膜和所述掩膜板之间设置聚光透镜。
较佳地，在本发明实施例提供的上述制备方法中，在所述衬底基板上形成所述非晶硅薄膜之前还包括：
在所述衬底基板上形成缓冲层。
较佳地，在本发明实施例提供的上述制备方法中，所述开关薄膜晶体管的栅电极的图形和所述驱动薄膜晶体管的栅电极的图形通过一次构图工艺形成。
较佳地，在本发明实施例提供的上述制备方法中，所述开关薄膜晶体管的源漏电极的图形和所述驱动薄膜晶体管的源漏电极的图形通过一次构图工艺形成。
相应地，本发明实施例还提供了一种阵列基板，所述阵列基板为本发明实施例提供的上述任一种制备方法制备而成，其中，所述阵列基板包括衬底基板，以及位于所述衬底基板上的开关薄膜晶体管和驱动薄膜晶体管，所述开关薄膜晶体管的有源层的多晶硅薄膜的晶化程度大于所述驱动薄膜晶体管有源层的多晶硅薄膜的晶化程度。
相应地，本发明实施例还提供了一种显示装置，包括本发明实施例提供的上述阵列基板。
本发明实施例提供的上述一种阵列基板的制备方法、阵列基板及显示装置，由于在制备开关薄膜晶体管的有源层和驱动薄膜晶体管的有源层时，采用激光对与开关薄膜晶体管对应的第一预设区域和与驱动薄膜晶体管对应的第二预设区域进行照射，使第一预设区域的非晶硅薄膜形成的多晶硅薄膜的晶化程度大于第二预设区域的非晶硅薄膜形成的多晶硅薄膜的晶化程度，有效的控制了驱动薄膜晶体管对应的有源层的非晶硅薄膜的晶化程度，使驱动薄膜晶体管的载流子迁移率降低，因此，与现有技术相比，在保证开关晶体管的载流子的迁移率的基础上，无需增加沟道长度就可以降低驱动薄膜晶体管载流子的迁移率，保证了显示面板的高分辨率。
附图说明
图1为本发明实施例提供的阵列基板的制备方法的流程示意图；
图2为本发明实施例提供的非晶硅薄膜晶化过程的结构示意图之一；
图3a为本发明实施例提供的非晶硅薄膜晶化过程的结构示意图之二；
图3b为本发明实施例提供的非晶硅薄膜晶化过程的结构示意图之三；
图4a至图4h为本发明实施例提供的阵列基板在执行各步骤后的结构示意图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作进一步地详细描述，显然，所描述的实施例仅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做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
附图中各部件的形状和大小不反映真实比例，目的只是示意说明本发明内容。
下面结合附图，对本发明实施例提供的阵列基板的制备方法、阵列基板及显示装置的具体实施方式进行详细地说明。
本发明实施例提供的一种阵列基板的制备方法，如图1所示，包括在衬底基板上形成开关薄膜晶体管和驱动薄膜晶体管，形成开关薄膜晶体管的有源层的图形和形成驱动薄膜晶体管的有源层的图形，具体包括以下步骤：
S101、在衬底基板上形成非晶硅薄膜；
S102、采用激光对非晶硅薄膜的第一预设区域和第二预设区域进行照射，使第一预设区域的非晶硅薄膜形成的多晶硅薄膜的晶化程度大于第二预设区域的非晶硅薄膜形成的多晶硅薄膜的晶化程度；其中，第一预设区域的多晶硅薄膜为开关薄膜晶体管的有源层，第二预设区域的多晶硅薄膜为驱动薄膜晶体管的有源层。
本发明实施例提供的上述阵列基板的制备方法，由于在制备开关薄膜晶体管的有源层和驱动薄膜晶体管的有源层时，采用激光对与开关薄膜晶体管对应的第一预设区域和与驱动薄膜晶体管对应的第二预设区域进行照射，使第一预设区域的非晶硅薄膜形成的多晶硅薄膜的晶化程度大于第二预设区域的非晶硅薄膜形成的多晶硅薄膜的晶化程度，有效的控制了驱动薄膜晶体管对应的有源层的非晶硅薄膜的晶化程度，使驱动薄膜晶体管的载流子迁移率降低，因此，与现有技术相比，在保证开关晶体管的载流子的迁移率的基础上，无需增加沟道长度就可以降低驱动薄膜晶体管载流子的迁移率，保证了显示面板的高分辨率。
需要说明的是，在本发明实施例提供的上述制备方法中，衬底基板可以仅是一块基板，当然也可以是上面形成有其它膜层的基板，在此不作限定。
进一步地，在本发明实施例提供的上述制备方法中，步骤S102采用激光对非晶硅薄膜的第一预设区域和第二预设区域进行照射，使第一预设区域的非晶硅薄膜形成的多晶硅薄膜的晶化程度大于第二预设区域的非晶硅薄膜形成的多晶硅薄膜的晶化程度具体为：
采用激光对非晶硅薄膜的第一预设区域和第二预设区域进行照射，使非晶硅薄膜的第一预设区域接收的激光能量大于非晶硅薄膜的第二预设区域接收的激光能量。这是由于采用激光对非晶硅进行照射会将非晶硅转化为多晶硅，其中，在一定的能量范围内，激光能量越大非晶硅的晶化程度也就越大，因此，第一预设区域的非晶硅的晶化程度大于第二预设区域的非晶硅的晶化程度，进而使第一预设区域的载流子迁移率大于第二预设区域的载流子迁移率，从而实现了保证开关薄膜晶体管的载流子迁移率高的基础上使驱动薄膜晶体管的载流子迁移率得到了降低。
较佳地，在本发明实施例提供的上述制备方法中，如图2所示，采用激光对非晶硅薄膜3的第一预设区域和第二预设区域进行照射，使非晶硅薄膜3的第一预设区域接收的激光能量大于非晶硅薄膜3的第二预设区域接收的激光能量，具体包括：
在非晶硅薄膜3上方设置第一掩膜板5，其中第一掩膜板5为灰色调掩膜板或半色调掩膜板；
采用激光对第一掩膜板5进行照射，使激光从第一掩膜板5的完全透光区域51照射在非晶硅薄膜3上的第一预设区域31，从第一掩膜板5的半透光区域52照射在非晶硅薄膜3上的第二预设区域32。
这是由于灰色调掩膜板或半色调掩膜板均具有完全透光区域和半透光区域，其中，激光通过完全透光区域照射在第一预设区域的非晶硅薄膜上，通过半透光区域照射在第二预设区域的非晶硅薄膜上，从而实现了第一预设区域接收的激光能量大于第二预设区域接收的激光能量，进而实现降低驱动薄膜晶体管载流子的迁移率。
或者，在具体实施时，在本发明实施例提供的上述制备方法中，如图3a和图3b所示，采用激光对非晶硅薄膜3的第一预设区域31和第二预设区域32进行照射，使非晶硅薄膜3的第一预设区域31接收的激光能量大于非晶硅薄膜3的第二预设区域32接收的激光能量，具体包括：
在非晶硅薄膜3上方设置第二掩膜板6，第二掩膜板6包括第一遮光区域和第一镂空区域61；
采用第一激光7对第二掩膜板6进行照射，使激光从第二掩膜板6的第一镂空区域61照射在非晶硅薄膜3上的第一预设区域31或第二预设区域32；
在非晶硅薄膜3上方设置第三掩膜板8，第三掩膜板8包括第二遮光区域和第二镂空区域81；
采用第二激光9对第三掩膜板8进行照射，使激光从第三掩膜板8的第二镂空区域81照射在非晶硅薄膜3上的第一预设区域31或第二预设区域32；
其中，当第一激光7照射在第一预设区域31，且第二激光9照射在第二预设区域32时，第一激光7的能量大于第二激光9的能量，当第一激光7照射在第二预设区域32，且第二激光9照射在第一预设区域31时，第二激光9能量大于第一激光7能量。
除了采用灰色调掩膜板或半色调掩膜板，还可以采用普通的掩膜板实现第一预设区域的非晶硅薄膜和第二预设区域的非晶硅薄膜接收的能量不同，具体为，分两次对非晶硅薄膜进行照射，第一次，采用第一激光和只有第一预设区域对应的掩膜板的位置具有透光区对非晶硅薄膜进行照射，第二次，采用第二激光和只有第二预设区域对应的掩膜板的位置具有透光区对非晶硅薄膜进行照射，上述只是其中一种较佳的实施例，还可先采用第一激光和只有第二预设区域对应的掩膜板的位置具有透光区对非晶硅薄膜进行照射，采用第二激光和只有第一预设区域对应的掩膜板的位置具有透光区对非晶硅薄膜进行照射，对具体的照射顺序和掩膜板的透光区域的位置不做具体的限定。通过使第一激光的能量和第二激光能量的不同，来实现第一预设区域和第二预设区域接收的激光的能量不同，从而实现驱动薄膜晶体管的载流子迁移率的降低。
较佳地，如图2至图3b所示，为了保证照射在非晶硅薄膜3上的激光集中在第一预设区域31和第二预设区域32，在采用激光对掩膜板进行照射之前还包括：在非晶硅薄膜3和掩膜板之间设置聚光透镜4。
较佳地，如图2至图3b所示，为了避免激光能量过高，在进行照射是伤害到衬底基板，在衬底基板1上形成非晶硅薄膜3之前还包括：
在衬底基板1上形成缓冲层2，以防止激光能量达到衬底基板，对衬底基板产生损伤，达到对衬底基板进行保护的目的。
在具体实施时，开关薄膜晶体管和驱动薄膜晶体管均包括有栅电极、源电极、漏电电极和有源层，其中，开关薄膜晶体管有源层的晶化程度大于驱动薄膜晶体管有源层的晶化程度。
较佳地，为了节省工艺流程，开关薄膜晶体管的栅电极的图形和驱动薄膜晶体管的栅电极的图形通过一次构图工艺形成，在此不作限定。
开关薄膜晶体管的源漏电极的图形和驱动薄膜晶体管的源漏电极的图形通过一次构图工艺形成，在此不作限定。
下面通过一个实例说明本发明实施例提供的阵列基板的制备方法，具体该制备方法包括以下步骤：
(1)在衬底基板1上形成缓冲层2，如图4a所示；
(2)在缓冲层2上形成非晶硅薄膜3，如图4b所示；
(3)采用激光以及掩膜板对非晶硅薄膜3的第一预设区域和第二预设区域进行照射，在第一预设区域形成第一多晶硅薄膜311，在第二预设区域形成第二多晶硅薄膜321，其中，第一多晶硅薄膜311的晶化程度大于第二多晶硅薄膜321的晶化程度，如图4c所示；
(4)去除未晶化的非晶硅薄膜，如图4d所示；
(5)在第一多晶硅薄膜311和第二多晶硅薄膜321上形成栅电极绝缘层10，如图4e所示；
(6)通过一次构图工艺形成在栅电极绝缘层10上形成栅电极11，如图4f所示；
(7)在栅电极11上形成介质层12，如图4g所示；
(8)在介质层12上通过一次构图工艺形成源漏电极13，其中，源漏电极13、与源漏电极13电连接的第一多晶硅薄膜311和设置在第一多晶硅薄膜上方的栅电极11构成了开关薄膜晶体管M1；源漏电极13、与源漏电极13电连接的第二多晶硅薄膜321和设置在第二多晶硅薄膜321上方的栅电极11构成了开关薄膜晶体管M2；如图4h所示。
基于同一发明构思，本发明实施例还提供了一种阵列基板，该阵列基板采用上述实施例的制备方法形成，其中，阵列基板包括衬底基板，以及位于衬底基板上的开关薄膜晶体管和驱动薄膜晶体管，开关薄膜晶体管的有源层的多晶硅薄膜的晶化程度大于驱动薄膜晶体管有源层的多晶硅薄膜的晶化程度。
本发明实施例提供的上述阵列基板，由于在制备开关薄膜晶体管的有源层和驱动薄膜晶体管的有源层时，采用激光对与开关薄膜晶体管对应的第一预设区域和与驱动薄膜晶体管对应的第二预设区域进行照射，使第一预设区域的非晶硅薄膜形成的多晶硅薄膜的晶化程度大于第二预设区域的非晶硅薄膜形成的多晶硅薄膜的晶化程度，有效的控制了驱动薄膜晶体管对应的有源层的非晶硅薄膜的晶化程度，使驱动薄膜晶体管的载流子迁移率降低，因此，与现有技术相比，在保证开关晶体管的载流子的迁移率的基础上，无需增加沟道长度就可以降低驱动薄膜晶体管载流子的迁移率，保证了显示面板的高分辨率。
基于同一发明构思，本发明实施例还提供了一种显示装置，包括上述实施例的阵列基板。由于该显示装置解决问题的原理与前述一种阵列基板相似，因此该该显示装置的实施可以参见前述阵列基板的实施，重复之处不再赘述。
其中，该显示装置适用于液晶显示器、有机电致发光显示器、无机电致发光显示器、有源矩阵有机发光二极管显示器(Active Matrix/Organic Light Emitting Diode，AMOLED)等多种类型的显示器。该显示装置可以为：手机、平板电脑、电视机、显示器、笔记本电脑、数码相框、导航仪等任何具有显示功能的产品或部件，在此不作限定。
本发明实施例提供的上述阵列基板的制备方法、阵列基板及显示装置，由于在制备开关薄膜晶体管的有源层和驱动薄膜晶体管的有源层时，采用激光对与开关薄膜晶体管对应的第一预设区域和与驱动薄膜晶体管对应的第二预设区域进行照射，使第一预设区域的非晶硅薄膜形成的多晶硅薄膜的晶化程度大于第二预设区域的非晶硅薄膜形成的多晶硅薄膜的晶化程度，有效的控制了驱动薄膜晶体管对应的有源层的非晶硅薄膜的晶化程度，使驱动薄膜晶体管的载流子迁移率降低，因此，与现有技术相比，在保证开关晶体管的载流子的迁移率的基础上，无需增加沟道长度就可以降低驱动薄膜晶体管载流子的迁移率，保证了显示面板的高分辨率。
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 (10)
1.一种阵列基板的制备方法，包括在衬底基板上形成开关薄膜晶体管和驱动薄膜晶体管，其特征在于，形成所述开关薄膜晶体管的有源层的图形和形成所述驱动薄膜晶体管的有源层的图形，具体包括：
在所述衬底基板上形成非晶硅薄膜；
采用激光对所述非晶硅薄膜的第一预设区域和第二预设区域进行照射，使所述第一预设区域的非晶硅薄膜形成的多晶硅薄膜的晶化程度大于所述第二预设区域的非晶硅薄膜形成的多晶硅薄膜的晶化程度；其中，所述第一预设区域的多晶硅薄膜为所述开关薄膜晶体管的有源层，第二预设区域的多晶硅薄膜为所述驱动薄膜晶体管的有源层。
2.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，采用激光对所述非晶硅薄膜的第一预设区域和第二预设区域进行照射，使所述第一预设区域的非晶硅薄膜形成的多晶硅薄膜的晶化程度大于所述第二预设区域的非晶硅薄膜形成的多晶硅薄膜的晶化程度具体为：
采用激光对所述非晶硅薄膜的第一预设区域和第二预设区域进行照射，使所述非晶硅薄膜的第一预设区域接收的激光能量大于所述非晶硅薄膜的第二预设区域接收的激光能量。
3.如权利要求2所述的制备方法，其特征在于，采用激光对所述非晶硅薄膜的第一预设区域和第二预设区域进行照射，使所述非晶硅薄膜的第一预设区域接收的激光能量大于所述非晶硅薄膜的第二预设区域接收的激光能量，具体包括：
在所述非晶硅薄膜上方设置第一掩膜板，其中所述第一掩膜板为灰色调掩膜板或半色调掩膜板；
采用激光对所述第一掩膜板进行照射，使激光从所述第一掩膜板的完全透光区域照射在所述非晶硅薄膜上的第一预设区域，从所述第一掩膜板的半透光区域照射在所述非晶硅薄膜上的第二预设区域。
4.如权利要求2所述的制备方法，其特征在于，采用激光对所述非晶硅薄膜的第一预设区域和第二预设区域进行照射，使所述非晶硅薄膜的第一预设区域接收的激光能量大于所述非晶硅薄膜的第二预设区域接收的激光能量，具体包括：
在所述非晶硅薄膜上方设置第二掩膜板，所述第二掩膜板包括第一遮光区域和第一镂空区域；
采用第一激光对所述第二掩膜板进行照射，使激光从所述第二掩膜板的所述第一镂空区域照射在所述非晶硅薄膜上的第一预设区域或第二预设区域；
在所述非晶硅薄膜上方设置第三掩膜板，所述第三掩膜板包括第二遮光区域和第二镂空区域；
采用第二激光对所述第三掩膜板进行照射，使激光从所述第三掩膜板的所述第二镂空区域照射在所述非晶硅薄膜上的第一预设区域或第二预设区域；
其中，当所述第一激光照射在所述第一预设区域，且所述二激光照射在所述第二预设区域时，所述第一激光的能量大于所述二激光的能量，当所述第一激光照射在所述第二预设区域，且所述第二激光照射在所述第一预设区域时，所述第二激光能量大于所述第一激光能量。
5.如权利要求3或4所述的制备方法，其特征在于，在采用激光对所述掩膜板进行照射之前还包括：在所述非晶硅薄膜和所述掩膜板之间设置聚光透镜。
6.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，在所述衬底基板上形成所述非晶硅薄膜之前还包括：
在所述衬底基板上形成缓冲层。
7.如权利要求1-4任一项所述的制备方法，其特征在于，所述开关薄膜晶体管的栅电极的图形和所述驱动薄膜晶体管的栅电极的图形通过一次构图工艺形成。
8.如权利要求1-4任一项所述的制备方法，其特征在于，所述开关薄膜晶体管的源漏电极的图形和所述驱动薄膜晶体管的源漏电极的图形通过一次构图工艺形成。
9.一种阵列基板，其特征在于，所述阵列基板采用如权利要求1-8任一项所述的制备方法形成，其中，所述阵列基板包括衬底基板，以及位于所述衬底基板上的开关薄膜晶体管和驱动薄膜晶体管，所述开关薄膜晶体管的有源层的多晶硅薄膜的晶化程度大于所述驱动薄膜晶体管有源层的多晶硅薄膜的晶化程度。
10.一种显示装置，其特征在于，包括如权利要求9所述的阵列基板。
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