CN107170748A - 一种阵列基板、显示面板及显示设备 - Google Patents

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Abstract

本申请公开了一种阵列基板、显示面板及显示设备，用以简化阵列基板结构，简化阵列基板制备流程，节省生产成本。本申请提供的一种阵列基板，包括衬底基板，衬底基板上设置有发光晶体管和开关晶体管，开关晶体管包括位于衬底基板之上的半导体层、第一金属层、第二金属层和层间绝缘层；半导体层包括开关晶体管的有源层、第一部分和第二部分，第一部分作为开关晶体管的源极或漏极，第二部作为发光晶体管的栅极；第一金属层与有源层交叠；层间绝缘层中包括过孔，第二金属层通过过孔与第一部分相连；发光晶体管包括栅极以及位于所述栅极之上的第一栅极绝缘层，层间绝缘层在垂直于衬底基板的方向上覆盖第二部分，层间绝缘层复用为第一栅极绝缘层。

Description

一种阵列基板、显示面板及显示设备
技术领域
本申请涉及显示技术领域，尤其涉及一种阵列基板、显示面板及显示设备。
背景技术
现有技术中，顶栅氧化物薄膜晶体管(Thin Film Transistor，TFT)驱动的碳纳米管激发的有机发光晶体管(Carbon-Nanotube Enabled Vertical Organic Ligh EmittingTrasistor，CN-VOLET)的阵列(array)基板中，顶栅氧化物TFT与CN-VOLET通常是单独设置的，阵列基板结构复杂。阵列基板制程中，每一次图形化或刻蚀过孔都需要使用一张光罩(mask)，如图1所示，顶栅氧化物TFT驱动CN-VOLET的阵列基板制程包括如下步骤，其中，mask n代表阵列基板制程中使用的第n张mask，n为正整数：S101、在基板上设置顶栅氧化物TFT的氧化物半导体层，之后对氧化物半导体层图形化(mask1)，之后进行退火(200-300℃)处理；S102、设置顶栅氧化物TFT的栅极绝缘层和栅极金属层，之后对栅极绝缘层和栅极金属层图形化(mask2)；S103、对氧化物半导体层进行导电化处理：对氧化物半导体欧姆接触区域进行导电化处理(He/Ar等离子处理氧化物半导体层)；S104、设置层间绝缘层(ILD)，之后在ILD层刻蚀过孔(mask3)；S105、设置金属层，之后对金属层图形化(mask4)，形成源极和漏极；S106、设置CN-VOLET的透明栅极层(通常为铟锡氧化物ITO)，对透明栅极层图形化(mask5)；S107、设置钝化层，之后在钝化层上刻蚀过孔(mask6)；S108、表面层制作(mask7)；S109、碳纳米管(CNT)涂覆，之后对CNT层图形化(mask8)；S1010、挡墙(Bank)层涂覆，之后对Bank层图形化(mask9)。上述过程需要使用9张mask。
发明内容
本申请实施例提供了一种阵列基板、显示面板及显示设备，用以简化阵列基板的结构，从而简化阵列基板的制备流程，节省生产成本。
本申请实施例提供的一种阵列基板，包括衬底基板，所述衬底基板上设置有发光晶体管和用于控制该发光晶体管发光的开关晶体管，
所述开关晶体管包括位于所述衬底基板之上的半导体层、第一金属层、第二金属层和层间绝缘层；所述层间绝缘层位于所述第一金属层和所述第二金属层之间；其中，
所述半导体层包括所述开关晶体管的有源层、第一部分和第二部分，所述第一部分作为所述开关晶体管的源极或漏极，所述第二部作为所述发光晶体管的栅极；
在垂直于所述衬底基板的方向上，所述第一金属层与所述有源层交叠；
所述层间绝缘层中包括过孔，所述第二金属层通过所述过孔与所述第一部分相连；
所述发光晶体管包括栅极以及位于所述栅极之上的第一栅极绝缘层，所述层间绝缘层在垂直于所述衬底基板的方向上覆盖所述第二部分，所述层间绝缘层复用为所述第一栅极绝缘层。
本申请实施例提供的一种显示面板，包括本申请实施例提供的阵列基板。
本申请实施例提供的一种显示设备，包括本申请实施例提供的显示面板。
与现有技术相比，本申请至少具有如下突出的优点之一：本申请实施例提供的阵列基板，所述开关晶体管的半导体层的第二部分作为发光晶体管的栅极，所述开关晶体管的层间绝缘层延伸至所述发光晶体管区域作为所述开关晶体管的栅极绝缘层，即开关晶体管的半导体层的第二部分复用为发光晶体管的栅极，开关晶体管的层间绝缘层复用为所述发光晶体管的栅极绝缘层，从而无需再设置开关晶体管与发光晶体管电连接的电极，发光晶体管无需再设置其栅极绝缘层，从而可以简化阵列基板的结构，简化阵列基板制备的工艺流程，从而降低阵列基板的生产成本。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简要介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域的普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为现有技术中制备顶栅氧化物TFT驱动CN-VOLET的阵列基板的流程示意图；
图2为本申请实施例提供的采用开关晶体管和发光晶体管CN-VOLET的具体驱动方式的电路示意图；
图3为本申请实施例提供的一种阵列基板的结构示意图；
图4为本申请实施例提供的另一种阵列基板的结构示意图；
图5为本申请实施例提供的阵列基板中发光晶体管的有源层的结构示意图；
图6为本申请实施例提供的一种阵列基板制备流程示意图；
图7为本申请实施例提供的另一种阵列基板制备流程示意图。
具体实施方式
本申请实施例提供了一种阵列基板、显示面板及显示设备，用以简化阵列基板的结构，从而简化阵列基板的制备流程，节省生产成本。
首先，对采用开关晶体管T1和发光晶体管CN-VOLET的具体驱动方式进行说明，如图2所示，CN-VOLET的栅极与T1的源极或漏极相连，第n行扫描信号(Vscan)为高电平，将T1打开，数据信号(Vdata)通过T1写入到CN-VOLET的栅极中，将发光晶体管CN-VOLET打开，使得电流流入发光晶体管CN-VOLET，发光晶体管CN-VOLET发光。然后将Vscan改为低电平，将T1关闭，数据信号(Vdata)储存在CN-VOLET的栅极和源极构成的电容中。然后，第n+1行的Vscan为高电平，开始下一行的CN-VOLET的信号写入和发光。所有行的信号都写入完成后，显示屏显示出一帧图像；然后开始重新从第1行开始，重复上述步骤，显示下一帧图像。
本申请实施例提供的一种阵列基板，包括衬底基板，所述衬底基板上设置有发光晶体管和用于控制该发光晶体管发光的开关晶体管，所述开关晶体管包括位于所述衬底基板之上的半导体层、第一金属层、第二金属层和层间绝缘层；所述层间绝缘层位于所述第一金属层和所述第二金属层之间；其中，所述半导体层包括所述开关晶体管的有源层、第一部分和第二部分，所述第一部分作为所述开关晶体管的源极或漏极，所述第二部作为所述发光晶体管的栅极；在垂直于所述衬底基板的方向上，所述第一金属层与所述有源层交叠；所述层间绝缘层中包括过孔，所述第二金属层通过所述过孔与所述第一部分相连；所述发光晶体管包括栅极以及位于所述栅极之上的第一栅极绝缘层，所述层间绝缘层在垂直于所述衬底基板的方向上覆盖所述第二部分，所述层间绝缘层复用为所述第一栅极绝缘层。
本申请实施例提供的阵列基板，由于所述第一部分与第二金属层电连接作为源极或漏极，所述第二部分作为发光晶体管的栅极，因此在一些可选的实现方式中，在阵列基板制程中可以对半导体层的第一部分以及第二部分进行导电化处理，从而使得所述半导体层的第一部分和第二部分导电性更好。在一些可选的实现方式中，例如，对半导体层第一部分和第二部分导电化处理后，第一部分和第二部分的方块电阻小于20000欧姆/口。
在一些可选的实现方式中，所述半导体层为透明的氧化物半导体层。本申请实施例提供的阵列基板，半导体层为透明的氧化物半导体层，这样，可以使得在对氧化物半导体层进行导电化处理后，使得氧化物半导体层导电性良好的同时还不影响显示效果，从而可以使得发光晶体管产生的光在显示区可以很好地透过栅极。
下面以半导体层为氧化物半导体层为例，对本申请实施例提供的阵列基板结构进行举例说明。
如图3所示，本申请实施例提供的阵列基板包括：
衬底基板1、位于衬底基板1之上的发光晶体管和用于控制该发光晶体管发光的开关晶体管；
所述发光晶体管包括栅极以及位于所述栅极之上的第一栅极绝缘层；所述开关晶体管包括位于所述衬底基板1之上的氧化物半导体层2、第一金属层3、第二金属层4、层间绝缘层5和第二栅极绝缘层9；其中，所述氧化物半导体层2包括所述开关晶体管的有源层6、第一部分7和第二部分8，所述第一部分7作为所述开关晶体管的源极或漏极，所述第二部分8作为所述发光晶体管的栅极，第二栅极绝缘层9位于所述有源层6之上，第一金属层3位于第二栅极绝缘层9之上，层间绝缘层5中包括过孔21，层间绝缘层5位于第一金属层3和第二金属层4之间，使得第一金属层3和第二金属层4绝缘；第二金属层4通过设置在所述层间绝缘层上的过孔21与第一部分7相连；开关晶体管的层间绝缘层5向发光晶体管所在区域延伸，并且在垂直于所述衬底基板1的方向上覆盖第二部分8，层间绝缘层5的延伸部分复用为所述第一栅极绝缘层。
在一些可选的实现方式中，所述发光晶体管，除了包括第二部分8和层间绝缘层5之外，还包括：表面层10、源极接触层11、源极层12、遮光层13、有源层14以及阴极层15；其中，表面层10位于所述第二金属层4和所述层间绝缘层5之上，源极接触层11夹持设置于所述层间绝缘层5和所述表面层10之间，源极层12位于所述表面层10之上，并通过设置在表面层10中的过孔与源极接触层11连接，遮光层13位于所述表面层10和所述发光晶体管的源极层12之上，并且设置于阵列基板的非显示区，有源层14位于所述发光晶体管的源极层12之上，阴极层15位于所述有源层14之上。
本申请实施例提供的如图3所示的阵列基板，所述开关晶体管的半导体层的第二部分为发光晶体管的栅极，所述开关晶体管的层间绝缘层延伸至所述发光晶体管区域作为所述第一栅极绝缘层，即开关晶体管的半导体层的第二部分复用为发光晶体管的栅极，开关晶体管的层间绝缘层复用为所述第一栅极绝缘层，从而无需再设置开关晶体管与发光晶体管电连接的电极，发光晶体管无需再设置第一栅极绝缘层，开关晶体管便可以驱动发光晶体管发光，从而可以简化阵列基板的结构，简化阵列基板制备的工艺流程，从而降低阵列基板的生产成本。此外，本申请实施例提供的如图3所示的阵列基板需要在制程中对第一部分以及第二部分进行导电化处理，从而所述半导体层的第一部分和第二部分导电性良好，第一部分和第二部分分别可以作为开关晶体管的源极或漏极以及发光晶体管的栅极。
在一些可选的实现方式中，本申请实施例提供的阵列基板，在如图3所示的阵列基板的基础上，还包括钝化层，具体结构如图4所示，本实施例提供的阵列基板包括：衬底基板1、位于衬底基板1之上的发光晶体管和用于控制该发光晶体管发光的开关晶体管。
所述发光晶体管包括栅极以及位于所述栅极之上的第一栅极绝缘层；所述开关晶体管包括位于所述衬底基板1之上的氧化物半导体层2、第一金属层3、第二金属层4、层间绝缘层5、第二栅极绝缘层9以及钝化层16；其中，所述氧化物半导体层2包括所述开关晶体管的有源层6、第一部分7和第二部分8，所述第一部7分作为所述开关晶体管的源极或漏极，所述第二部分8作为所述发光晶体管的栅极，第二栅极绝缘层9位于所述有源层6之上，第一金属层3位于第二栅极绝缘层9之上，层间绝缘层5中包括过孔21，层间绝缘层5位于第一金属层3和第二金属层4之间，使得第一金属层3和第二金属层4绝缘；第二金属层4通过设置在所述层间绝缘层上的过孔21与第一部分7相连；开关晶体管的层间绝缘层5向发光晶体管所在区域延伸，并且在垂直于所述衬底基板1方向上覆盖第二部分8；钝化层16位于所述第二金属层4和所述层间绝缘层5之上，并且在平行所述衬底基板方向上延伸，钝化层16与层间绝缘层5的延伸部分复用为所述第一栅极绝缘层。
所述发光晶体管除了包括第二部分8、层间绝缘层5和钝化层16之外，还包括：表面层10、源极接触层11、源极层12、遮光层13、有源层14以及阴极层15；其中，表面层10位于所述钝化层16之上，源极接触层11夹持设置于层间绝缘层5和钝化层16之间，源极层12位于表面层10之上，并通过设置在所述表面层10中的过孔以及钝化层16中的过孔与源极接触层11连接，遮光层13位于表面层10和发光晶体管的源极层12之上，并且位于阵列基板的非显示区，发光晶体管的有源层14位于所述发光晶体管的源极层12之上，阴极层15位于所述发光晶体管的有源层14之上。
本申请实施例提供的如图4所示的阵列基板，所述开关晶体管的半导体层的第二部分为发光晶体管的栅极，所述开关晶体管的层间绝缘层和钝化层延伸至所述发光晶体管区域作为所述第一栅极绝缘层，即开关晶体管的半导体层的第二部分复用为发光晶体管的栅极，开关晶体管的层间绝缘层加钝化层复用为所述第一栅极绝缘层，从而开关晶体管无需再设置与发光晶体管电连接的电极，发光晶体管无需再设置第一栅极绝缘层，开关晶体管便可以驱动发光晶体管发光，从而可以简化阵列基板的结构，简化阵列基板制备的工艺流程，从而降低阵列基板的生产成本。并且，在表面层和第二金属电极层之间设置钝化层，可以提高第二金属层和表面层之间的绝缘效果。此外，本申请实施例提供的如图4所示的阵列基板也需要在制程中对第一部分以及第二部分进行导电化处理，从而所述半导体层的第一部分和第二部分导电性良好，第一部分和第二部分分别可以作为开关晶体管的源极或漏极以及发光晶体管的栅极。
在一些可选的实现方式中，本申请实施例提供的阵列基板中，第一金属层的材料包括钼、铝、钛或钼、铝、钛中的至少一种；所述第二金属层的材料包括钼、铝、钛或钼、铝、钛中的至少一种。
在一些可选的实现方式中，本申请实施例提供的阵列基板中，第二金属层与源极接触层材料相同且同层设置，从而可以进一步简化阵列基板制程。
在一些可选的实现方式中，本申请实施例提供的阵列基板中，所述第二栅极绝缘层、所述层间绝缘层包括氧化硅。所述第二栅极绝缘层和所述层间绝缘层可以采用相同的材料，也可以采用不同的材料。
在一些可选的实现方式中，本申请实施例提供的阵列基板中，所述表面层包括苯并环丁烯(benzocyclobutene，BCB)。
在一些可选的实现方式中，本申请实施例提供的阵列基板中，所述源极层包括CNT。
在一些可选的实现方式中，本申请实施例提供的阵列基板中，所述遮光层可以为挡墙(Bank)层，Bank层的材料包括光敏聚酰亚胺树脂。
在一些可选的实现方式中，如图5所示，本申请实施例提供的阵列基板中，发光晶体管的有源层14包括有机半导体层17、位于所述有机半导体层17之上的空穴传输层18、位于空穴传输层18之上的发光层19，以及位于所述发光层19之上的电子传输层20。
下面，以半导体层为氧化物半导体层、发光晶体管的源极层为CNT、遮光层为Bank层为例，对本申请实施例提供的阵列基板制备工艺进行说明，
如图6所示，制备如图3所示的阵列基板具体包括如下步骤：
S601、在衬底基板之上沉积氧化物半导体层，之后对氧化物半导体层图形化(mask1)；
S602、沉积第二栅极绝缘层、第一金属层，之后对第二栅极绝缘层和第一金属层图形化(mask2)；
S603、对氧化物半导体层第一部分和第二部分进行导电化处理；例如可以采用He/Ar等离子处理氧化物半导体层的第一部分和第二部分；
S604、沉积层间绝缘层，之后在层间绝缘层上刻蚀过孔(mask3)；
S605、沉积第二金属层，之后对第二金属层图形化(mask4)；
S606、沉积表面层，之后刻蚀过孔(mask5)；
S607、涂覆CNT，之后对CNT图形化(mask6)；
S608、涂覆Bank层，之后对Bank层图形化(mask7)。
需要说明的是，每一次图形化或刻蚀过孔都需要使用一张mask，mask n代表阵列基板制程中使用的第n张mask。本申请实施例提供的薄膜晶体管制备方法，在设置氧化物半导体层到设置发光晶体管的Bank层的步骤中，只需要使用7张mask，与现有技术中设置半导体层到设置发光晶体管Bank层的过程相比，可以节省两张mask；并且，氧化物半导体层复用为发光晶体管的栅极层，开关晶体管的层间绝缘层复用为第一栅极绝缘层，与现有技术中的阵列基板制程相比，还可以简化阵列基板结构。
如图7所示，制备如图4所示的阵列基板，具体包括如下步骤：
S701、在衬底基板之上沉积氧化物半导体层，之后对氧化物半导体层图形化(mask1)；
S702、沉积第二栅极绝缘层、第一金属层，之后对第二栅极绝缘层和第一金属层图形化(mask2)；
S703、对氧化物半导体层第一部分和第二部分进行导电化处理；例如可以采用He/Ar等离子处理氧化物半导体层的第一部分和第二部分；
S704、沉积层间绝缘层，之后在层间绝缘层上刻蚀过孔(mask3)；
S705、沉积第二金属层，之后对第二金属层图形化(mask4)；
S706、沉积钝化层，之后在钝化层上刻蚀过孔(mask5)；
S707、沉积表面层，之后刻蚀过孔(mask6)；
S708、涂覆CNT，之后对CNT图形化(mask7)；
S709、涂覆Bank层，之后对Bank层图形化(mask8)。
需要说明的是，每一次图形化或刻蚀过孔都需要使用一张mask，mask n代表阵列基板制程中使用的第n张mask。本申请实施例提供的薄膜晶体管制备方法，设置氧化物半导体层到设置发光晶体管的Bank层的步骤中，只需要使用8张mask，与现有技术中设置半导体层到设置发光晶体管Bank层的过程相比，可以节省1张mask；并且，氧化物半导体层复用为发光晶体管的栅极层，开关晶体管的层间绝缘层和钝化层复用为第一栅极绝缘层，与现有技术中的阵列基板制程相比，可以简化阵列基板结构。
本申请实施例提供的一种显示面板，包括本申请实施例提供的上述阵列基板。
例如，本申请实施例提供的显示面板，可以是有机发光二极管(Organic Light-Emitting Diode，OLED)显示面板等。
本申请实施例提供的一种显示设备，包括本申请实施例提供的显示面板。
例如，本申请实施例中所述的显示设备，可以是手机、电视、电脑等设备。
综上所述，本申请实施例提供的阵列基板、显示面板以及显示设备，所述开关晶体管的半导体层的第二部分为发光晶体管的栅极，所述开关晶体管的层间绝缘层延伸至所述发光晶体管区域作为所述第一栅极绝缘层，即开关晶体管的半导体层的第二部分复用为发光晶体管的栅极，开关晶体管的层间绝缘层复用为所述第一栅极绝缘层，从而开关晶体管无需再设置与发光晶体管电连接的电极，发光晶体管无需再设置第一栅极绝缘层，从而可以简化阵列基板的结构，简化阵列基板制备的工艺流程，从而降低阵列基板的生产成本；本申请实施例提供的如图3所示的阵列基板，其制作过程只需采用7张mask，本申请实施例提供的如图4所示的阵列基板，其制作过程只需采用8张mask，与现有技术阵列基板制程相比分别减少2张、1张mask，降低阵列基板的生产成本。
显然，本领域的技术人员可以对本申请进行各种改动和变型而不脱离本申请的精神和范围。这样，倘若本申请的这些修改和变型属于本申请权利要求及其等同技术的范围之内，则本申请也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (20)

1.一种阵列基板，包括衬底基板，所述衬底基板上设置有发光晶体管和用于控制该发光晶体管发光的开关晶体管，其特征在于，
所述开关晶体管包括位于所述衬底基板之上的半导体层、第一金属层、第二金属层和层间绝缘层；所述层间绝缘层位于所述第一金属层和所述第二金属层之间；其中，
所述半导体层包括所述开关晶体管的有源层、第一部分和第二部分，所述第一部分作为所述开关晶体管的源极或漏极，所述第二部作为所述发光晶体管的栅极；
在垂直于所述衬底基板的方向上，所述第一金属层与所述有源层交叠；
所述层间绝缘层中包括过孔，所述第二金属层通过所述过孔与所述第一部分相连；
所述发光晶体管包括栅极以及位于所述栅极之上的第一栅极绝缘层，所述层间绝缘层在垂直于所述衬底基板的方向上覆盖所述第二部分，所述层间绝缘层复用为所述第一栅极绝缘层。
2.根据权利要求1所述的阵列基板，其特征在于，所述开关晶体管还包括设置在所述第一金属层和所述有源层之间的第二栅极绝缘层。
3.根据权利要求1或2所述的阵列基板，其特征在于，所述第二栅极绝缘层、所述层间绝缘层包括氧化硅。
4.根据权利要求1或2所述的阵列基板，其特征在于，
所述开关晶体管还包括钝化层，所述钝化层设置在第二金属层和所述层间绝缘层之上；
所述开关晶体管的钝化层在平行所述衬底基板方向上延伸，与所述层间绝缘层共同作为所述第一栅极绝缘层。
5.根据权利要求4所述的阵列基板，其特征在于，所述钝化层的材料包括氧化硅、氮化硅中至少一种。
6.根据权利要求4所述的阵列基板，其特征在于，所述发光晶体管还包括位于所述钝化层之上的表面层。
7.根据权利要求2所述的阵列基板，其特征在于，所述发光晶体管还包括位于所述第二金属层和所述层间绝缘层之上的表面层。
8.根据权利要求6或7所述的阵列基板，其特征在于，所述表面层的材料包括苯并环丁烯。
9.根据权利要求6或7所述的阵列基板，其特征在于，所述发光晶体管还包括夹持设置于所述层间绝缘层和所述表面层之间的源极接触层。
10.根据权利要求9所述的阵列基板，其特征在于，所述源极接触层的材料包括钼、铝、钛或钼、铝、钛中的至少一种。
11.根据权利要求9所述的阵列基板，其特征在于，所述发光晶体管还包括位于所述表面层之上的源极层，所述源极层通过设置在所述表面层的过孔与所述源极接触层连接。
12.根据权利要求11所述的阵列基板，其特征在于，所述源极层的材料包括碳纳米管。
13.根据权利要求11所述的阵列基板，其特征在于，所述发光晶体管还包括位于所述表面层和所述发光晶体管的源极层之上的遮光层，所述遮光层位于阵列基板的非显示区。
14.根据权利要求13所述的阵列基板，其特征在于，所述遮光层的材料包括光敏聚酰亚胺树脂。
15.根据权利要求11所述的阵列基板，其特征在于，所述发光晶体管还包括位于所述发光晶体管的源极层之上的有源层，以及位于所述有源层之上的阴极层。
16.根据权利要求15所述的阵列基板，其特征在于，所述阴极层的材料包括铝或铝银合金。
17.根据权利要求1所述的阵列基板，其特征在于，所述半导体层的材料包括铟镓锌氧化物。
18.根据权利要求1所述的阵列基板，其特征在于，
所述第一金属层的材料包括钼、铝、钛或钼、铝、钛中的至少一种；
所述第二金属层的材料包括钼、铝、钛或钼、铝、钛中的至少一种。
19.一种显示面板，其特征在于，包括权利要求1～18任一权项所述的阵列基板。
20.一种显示设备，其特征在于，包括权利要求19所述的显示面板。
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