CN107179644B - 一种显示基板、其制作方法及显示装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种显示基板、其制作方法及显示装置，用以解决现有的显示基板制作过程中，大面积的金属电极层很容易被氧化，影响其应有功能的问题。该显示基板，包括：依次设置在衬底基板上的金属电极层、绝缘层和保护电极层；绝缘层上与金属电极层对应的位置设置有开口；保护电极层通过绝缘层上的开口覆盖金属电极层。由于在金属电极层上方的绝缘层中设置有开口，并使保护电极层通过开口覆盖金属电极层的上表面，以保护金属电极层不被氧化，由于可以通过绝缘层上的开口减少金属电极层上表面被氧化的部分，因而在绝缘层进行后续退火工艺时，可以减少被氧化的电容层进一步向下表面延伸的程度。
Description
技术领域
本发明涉及显示技术领域，尤其涉及一种显示基板、其制作方法及显示装置。
背景技术
在显示技术领域，OTFT(Oxide Thin Film Transistor，氧化物薄膜晶体管)技术也越来越成熟，具有较高的载流子迁移率、低功耗、能应用于低频驱动等优点，它还能应用在有机发光二极管显示器上。而目前针对具有金属导电层的金属氧化物薄膜晶体管，制作完金属导电层图案之后，金属导电层两边倒角处的金属会裸露出来，而裸露出来的金属容易发生氧化。特别的，对于那些大面积的金属电极层，由于在制作完金属电极层之后，需要采用化学气相沉积工艺制作绝缘层，因而由于化学气相沉积工艺的电荷积累效应，更多的氧等离子体就会聚集在大面积的金属电极层所在的位置，加剧金属电极层中裸露出来的金属被氧化的程度。而且金属电极层倒角处已经被氧化了的金属，在后续绝缘层退火工艺的影响下，被氧化的金属会从倒角处向金属电极层内部延伸，导致整个金属电极层的表面被氧化；再进行后续的最终退火工艺或者信赖性测试时，甚至会从表面被氧化的金属处进一步向下表面延伸，进而导致整个金属电极层被完全氧化，完全氧化后的金属电极层就会失去其应有的功能。
综上所述，现有的显示基板制作过程中，大面积的金属电极层很容易被氧化，影响其应有功能。
发明内容
本发明的目的是提供一种显示基板、其制作方法及显示装置，用以解决现有的显示基板制作过程中，大面积的金属电极层很容易被氧化，影响其应有功能的问题。
本发明实施例提供的一种显示基板，包括：依次设置在衬底基板上的金属电极层、绝缘层和保护电极层；
所述绝缘层上与所述金属电极层对应的位置设置有开口；
所述保护电极层通过所述绝缘层上的开口覆盖所述金属电极层。
较佳的，所述显示基板还包括：源漏电极层；
所述金属电极层与所述源漏电极层同层设置；
所述金属电极层在垂直于所述衬底基板方向上的厚度小于所述源漏电极层在垂直于所述衬底基板方向上的厚度。
较佳的，所述金属电极层上靠近所述绝缘层的一侧设置有凹槽，且所述凹槽在所述衬底基板上的正投影位于所述开口在所述衬底基板上的正投影内。
较佳的，所述显示基板还包括：设置在所述金属电极层靠近所述绝缘层一侧的氧化阻挡金属层；
所述氧化阻挡金属层在所述衬底基板上的正投影与所述凹槽在所述衬底基板上的正投影互不重叠。
较佳的，所述显示基板还包括：设置在所述金属电极层靠近所述衬底基板一侧的扩散阻挡金属层；
所述扩散阻挡金属层完全覆盖所述金属电极层。
本发明实施例还提供了一种显示装置，该显示装置包括如本发明实施例提供的上述任一显示基板。
本发明实施例还提供了一种如本发明实施例提供的上述显示基板的制作方法，包括：
在衬底基板上形成金属电极层图案；
在所述金属电极层图案上形成一整层的绝缘层薄膜；
采用一次构图工艺，刻蚀掉与所述金属电极层图案对应的所述绝缘层薄膜、以及部分金属电极层的材料，形成绝缘层图案；
在所述绝缘层图案上形成保护电极层图案。
较佳的，在衬底基板上形成金属电极层图案，包括：
在衬底基板上依次形成扩散阻挡金属层薄膜、金属层薄膜和氧化阻挡金属层薄膜；
通过一次构图工艺，对所述扩散阻挡金属层薄膜、所述金属层薄膜和所述氧化阻挡金属层薄膜进行刻蚀，形成金属电极层图案。
较佳的，形成绝缘层图案，包括：
采用一次构图工艺，刻蚀掉与所述金属电极层图案对应的所述绝缘层薄膜和所述氧化阻挡金属层薄膜、以及部分所述金属层薄膜的材料，形成绝缘层图案。
较佳的，刻蚀掉的部分金属电极层的材料厚度为5纳米-50纳米。
本发明有益效果如下：
本发明实施例中提供的显示基板，在金属电极层上方的绝缘层中设置有开口，并使保护电极层通过开口覆盖金属电极层的上表面，以保护金属电极层不被氧化，由于可以通过绝缘层上的开口减少金属电极层上表面被氧化的部分，因而在绝缘层进行后续退火工艺时，可以减少被氧化的电容层进一步向下表面延伸的程度。
附图说明
图1a为本发明实施例提供的第一种显示基板的截面结构示意图；
图1b为本发明实施例提供的金属电极层与源漏电极层厚度的结构示意图；
图2为本发明实施例提供的第二种显示基板的截面结构示意图；
图3a为本发明实施例提供的包括氧化阻挡金属层的显示基板的结构示意图；
图3b为本发明实施例提供的第一种包括扩散阻挡金属层的显示基板的结构示意图；
图3c为本发明实施例提供的第二种包括扩散阻挡金属层的显示基板的结构示意图；
图4为本发明实施例提供的显示基板的制作方法的步骤流程图；
图5a-图5c分别为本发明实施例提供的显示基板的制作方法中各步骤执行后的结构示意图；
图6为本发明实施例提供的形成金属电极层图案的制作方法的步骤流程图；
图7为本发明实施例提供的形成金属电极层图案的制作方法中各步骤执行后的结构示意图；
图8为本发明实施例提供的显示基板的制作方法的整体步骤流程图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本发明一部分实施例，并不是全部的实施例。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他实施例，都属于本发明保护的范围。
其中，附图中膜层厚度和区域形状不反映其真实比例，目的只是示意说明本发明的内容。
本发明实施例提供的一种显示基板，适用于OLED(Organic Light-EmittingDiode，有机发光二极管)显示基板和LCD(Liquid Crystal Display，液晶显示器)显示基板或其它各种显示模组，主要在现有显示基板的基础上，对金属电极层以及上方的绝缘层进行了改进，在金属电极层上方的绝缘层中设置有开口，并使保护电极层通过开口覆盖金属电极层的上表面，以保护金属电极层不被氧化，由于可以通过绝缘层上的开口减少金属电极层上表面被氧化的部分，因而在绝缘层进行后续退火工艺时，可以减少被氧化的电容层进一步向下表面延伸的程度。下面分别对本发明实施例提供的显示基板、其制作方法及显示装置进行详细的说明。
如图1a所示，为本发明实施例提供的第一种显示基板的截面结构示意图；该显示基板，包括：依次设置在衬底基板100上的金属电极层101、绝缘层102和保护电极层103；绝缘层102上与金属电极层101对应的位置设置有开口S；保护电极层103通过绝缘层102上的开口S覆盖金属电极层101。
在本发明的实施例中，由于大面积的金属电极层中的金属更容易被氧化，因而主要改进的是大面积的金属电极层以及对应的绝缘层，在绝缘层102上与金属电极层101对应的位置设置有开口S，该开口可以在制作绝缘层图案时一起进行形成(后面显示基板的制作方法部分会进行详细介绍)。
而具体开口的尺寸，可以根据需要进行设置，较佳的，绝缘层上的开口S可以将金属电极层101的上表面完全露出来，以便可以通过控制绝缘层的刻蚀工艺，将金属电极层101的上表面被氧化的金属一起刻蚀掉，这样，就可以避免被表面氧化的金属电极层在进行后续最终退火工艺或信赖性测试时，受表面氧化的材料影响而导致完全氧化的问题。在绝缘层之上是设置的保护电极层，该保护电极层可以通过绝缘层102上的开口S覆盖金属电极层101，进而保护金属电极层不被氧化。
其中，本发明主要是对大面积的金属电极进行的改进，例如，面积在10×10微米以上的金属电极。因而本发明实施例中提供的金属电极层可以是位于显示区域、且与源漏电极层或者是栅极层同层设置的电容电极层；或者是设置在显示基板周边非显示区域的大面积的金属电极，尤其是与源漏电极同层设置的大面积的金属电极。而设置在金属电极层上方的绝缘层可以是钝化层，也可以栅极绝缘层，具体的可以根据需要进行设置；例如，当金属电极层为与源漏电极层同层设置的电容电极层时，绝缘层为钝化层；而当金属电极层为与栅极层同层设置的电容电极层时，绝缘层一般为栅极绝缘层。
图1a只是简单示意了当金属电极层为与源漏电极层同层设置的电容电极层时，部分显示基板的结构示意图，由于本发明是对金属电极层以及上方的绝缘层进行的改进、且本发明的构思既适用于OLED显示基板又适用于LCD显示基板，因此，在此并未画出所有可能的显示基板的详细结构，同时，图1a仅画出了显示基板的部分主要结构，例如，图1a中并没有画出TFT(Thin Film Transistor，薄膜晶体管)的结构、液晶层等；这些未图示的结构为本领域技术人员公知，在此不做介绍。
在具体实施时，在绝缘层上与金属电极层对应的位置设置有开口，其主要目的是方便对金属电极层上表面进行刻蚀，将被氧化的金属刻蚀掉，即形成如图1b所示的结构，为本发明实施例提供的金属电极层与源漏电极层厚度的结构示意图；较佳的，显示基板还包括：源漏电极层104；金属电极层101与源漏电极层104同层设置；金属电极层101在垂直于衬底基板方向上的厚度d1小于源漏电极层104在垂直于衬底基板方向上的厚度d2。
具体的，由于与源漏电极层同层设置的金属电极层的上方一般设置的绝缘层为钝化层，而制作钝化层时采用的化学气相沉积工艺，又很容易使金属电极层氧化，因此，可以主要针对与源漏电极层同层设置的金属电极层进行改进。在与源漏电极层同层设置的金属电极层对应的绝缘层上设置开口，并通过开口刻蚀掉一定厚度的金属电极层，将金属电极层上表面被氧化的金属刻蚀掉即可。因此，被刻蚀之后的金属电极层的厚度d1小于源漏电极层的厚度d2。
在具体实施时，由于用于制作绝缘层图案的掩膜版的精度限制、或者是刻蚀工艺限制等因素，在绝缘层上设置的开口S可能并不能完全将位于金属电极层上方的绝缘层、以及金属电极层刻蚀掉，而是形成了如图2所示的结构，为本发明实施例提供的第二种显示基板的截面结构示意图。图中金属电极层101的边缘没有被完全刻蚀掉，较佳的，金属电极层101上靠近绝缘层102的一侧设置有凹槽P，且凹槽P在衬底基板上的正投影位于开口S在衬底基板上的正投影内。
具体的，当金属电极层101的边缘没有被完全刻蚀掉时，就会在金属电极层上表面位置形成如图2所示的凹槽P，由于金属电极层的刻蚀是在绝缘层形成开口之后进行的，因此一般金属电极层上的凹槽P的宽度不大于绝缘层上的开口S的宽度。
在具体实施时，用于制作金属电极层的材料一般为金属材料，例如，铜。由于铜制作的金属电极层很容易被氧化，因此，可以在金属电极层的上方增加一层氧化阻挡金属层，形成如图3a所示的结构，为本发明实施例提供的包括氧化阻挡金属层的显示基板的结构示意图；较佳的，显示基板还包括：设置在金属电极层101靠近绝缘层102一侧的氧化阻挡金属层105；氧化阻挡金属层105在衬底基板100上的正投影与凹槽P在衬底基板100上的正投影互不重叠。
具体的，在绝缘层上形成开口之后，如果金属电极层上方设置有氧化阻挡金属层，则需要将氧化阻挡金属层全部刻蚀完之后，再刻蚀一定厚度的金属电极层，形成如图1a所示的结构，其中，设置的氧化阻挡金属层是为了在制作绝缘层时，可以保护金属电极层不被氧化。但由于工艺限制，也可能会形成如图3a所示的结构，即绝缘层、金属电极层和氧化阻挡金属层的边缘均没有完全刻蚀掉，且此时氧化阻挡金属层只剩下位于凹槽上方边缘位置的一部分，中间凹槽区域对应的部分已经被刻蚀掉，即氧化阻挡金属层在衬底基板上的正投影与凹槽在衬底基板上的正投影没有重叠的区域。
另外，由于铜制作的金属电极层中的铜离子容易扩散，一般需要在金属电极层的下方增加一层扩散阻挡金属层，形成如图3b所示的结构，为本发明实施例提供的第一种包括扩散阻挡金属层的显示基板的结构示意图；较佳的，显示基板还包括：设置在金属电极层101靠近衬底基板100一侧的扩散阻挡金属层106；扩散阻挡金属层106完全覆盖金属电极层101。具体的，扩散阻挡金属层106设置在金属电极层101的下方，并不会被刻蚀，因而，由于工艺限制，可能会形成如图3b所示的结构。
除了图3b所示的结构外，还可能形成如图3c所示的结构，为本发明实施例提供的第二种包括扩散阻挡金属层的显示基板的结构示意图。即在图1a的基础上，在金属电极层101的下方增加一层扩散阻挡金属层106。
基于同一发明构思，本发明实施例还提供了一种显示装置，包括本发明实施例提供的上述任一显示基板。该显示装置的实施可以参见上述任一显示基板的实施例，重复之处不再赘述。
本发明实施例还提供了一种如本发明实施例提供的上述任一显示基板的制作方法，由于该制作方法解决问题的原理与本发明实施例提供的显示基板相似，因此该制作方法的实施可以参见显示基板的实施，重复之处不再赘述。
如图4所示，为本发明实施例提供的显示基板的制作方法的步骤流程图，具体可以采用如下步骤实现：
步骤401，在衬底基板上形成金属电极层图案；
步骤402，在金属电极层图案上形成一整层的绝缘层薄膜；
步骤403，采用一次构图工艺，刻蚀掉与金属电极层图案对应的绝缘层薄膜、以及部分金属电极层的材料，形成绝缘层图案；
步骤404，在绝缘层图案上形成保护电极层图案。
在具体实施时，先在衬底基板上金属电极层的图案，即形成如图5a所示的结构，具体可以采用现有技术中的方式进行制作，在此不做限定。之后在金属电极层的图案上形成一整层的绝缘层薄膜1021，即形成如图5b所示的结构。
然后再执行步骤403，通过一次构图工艺，刻蚀掉与金属电极层图案对应的绝缘层薄膜、以及部分金属电极层的材料，形成绝缘层图案，即形成如图5c所示的结构。最后在绝缘层图案上形成保护电极层图案，即形成如图1a所示的结构，具体可以采用现有技术中的方式进行制作，在此不做限定。
在具体实施时，为了防止金属电极层被氧化，可以在金属电极层的上方增加一层氧化阻挡金属层，另外，为了防止金属电极层中的离子容易扩散，可以在金属电极层的下方增加一层扩散阻挡金属层。
如图6所示，为本发明实施例提供的形成金属电极层图案的制作方法的步骤流程图，具体可以采用如下步骤实现：
步骤4011，在衬底基板上依次形成扩散阻挡金属层薄膜、金属层薄膜和氧化阻挡金属层薄膜；
步骤4012，通过一次构图工艺，对扩散阻挡金属层薄膜、金属层薄膜和氧化阻挡金属层薄膜进行刻蚀，形成金属电极层图案。
具体的，如果在金属电极层的上方和下方分别增加氧化阻挡金属层和扩散阻挡金属层，则需要依次形成扩散阻挡金属层薄膜、金属层薄膜和氧化阻挡金属层薄膜；再通过一次构图工艺对各个薄膜进行刻蚀，形成金属电极层图案，形成图7所示的结构，为本发明实施例提供的形成金属电极层图案的制作方法中各步骤执行后的结构示意图，图中金属电极层101位于扩散阻挡金属层106和氧化阻挡金属层105之间。
在金属电极层的上方和下方分别增加氧化阻挡金属层和扩散阻挡金属层之后，在后续进行刻蚀时，还需要先将设置在金属电极层上方的氧化阻挡金属层刻蚀掉之后，才能对金属层薄膜进行刻蚀，较佳的，步骤403具体包括：采用一次构图工艺，刻蚀掉与金属电极层图案对应的绝缘层薄膜和氧化阻挡金属层薄膜、以及部分金属层薄膜的材料，形成绝缘层图案。
其中，上述对金属电极层进行刻蚀时，具体刻蚀的厚度可以根据被氧化的程度进行设置，不能刻蚀过多而影响金属电极层的功能，较佳的，刻蚀掉的部分金属电极层的材料厚度为5纳米-50纳米。具体的，在实际制作过程中，在制作金属电极层中的金属层薄膜时，也可以适当的增加制作的厚度，为后续对金属电极层进行刻蚀留出余量。
为了清楚的说明本发明实施例提供的显示基板的制作方法，如图8所示，为本发明实施例提供的显示基板的制作方法的整体步骤流程图，具体包括如下步骤：
步骤801，在衬底基板上依次形成扩散阻挡金属层薄膜、金属层薄膜和氧化阻挡金属层薄膜；
步骤802，通过一次构图工艺，对扩散阻挡金属层薄膜、金属层薄膜和氧化阻挡金属层薄膜进行刻蚀，形成金属电极层图案；
步骤803，在金属电极层图案上形成一整层的绝缘层薄膜；
步骤804，采用一次构图工艺，刻蚀掉与金属电极层图案对应的绝缘层薄膜和氧化阻挡金属层薄膜、以及部分金属层薄膜的材料，形成绝缘层图案；
步骤805，在绝缘层图案上形成保护电极层图案。
在具体实施时，为了能够简化制作工艺，刻蚀与金属电极层图案对应的绝缘层薄膜的过程，是与刻蚀绝缘层薄膜上过孔图案一同进行的，因此本发明实施例中刻蚀绝缘层薄膜所使用的掩膜版，是在现有的掩膜版基础上进行的改进，该掩膜版除了在需要刻蚀过孔图案的位置设置开口之外，还需要在与金属电极层图案对应的位置设置开口，以便能对与金属电极层图案对应的绝缘层薄膜进行刻蚀，而设置的开口形状和大小可以根据需要进行设置，在此不做限定。例如，可以将用于刻蚀与金属电极层图案对应的绝缘层薄膜的开口设置为一个大开口；也可以将其设置为由多个小的开口组成，只要是能够实现将与金属电极层图案对应的绝缘层薄膜刻蚀掉即可。
综上所述，本发明实施例中提供的显示基板，在金属电极层上方的绝缘层中设置有开口，并使保护电极层通过开口覆盖金属电极层的上表面，以保护金属电极层不被氧化，由于可以通过绝缘层上的开口减少金属电极层上表面被氧化的部分，因而在绝缘层进行后续退火工艺时，可以减少被氧化的电容层进一步向下表面延伸的程度。
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 (7)
1.一种含有氧化物薄膜晶体管的显示基板的制作方法，其特征在于，在钝化层进行后续退火工艺之前；包括：
制作显示区的薄膜晶体管的过程中，在衬底基板上形成电容电极层，所述电容电极层为铜；
在所述电容电极层上形成一整层的所述钝化层；
采用一次构图工艺，刻蚀掉与所述电容电极层对应的所述钝化层、以及部分所述电容电极层，刻蚀掉部分所述电容电极层使得所述电容电极层上靠近所述钝化层的一侧形成有凹槽，在所述电容电极层位置形成具有开口的钝化层；
在所述具有开口的钝化层通过在开口区域设置有保护电极层，保护未被钝化层遮挡的所述电容电极层。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，在衬底基板上形成电容电极层图案，包括：
在衬底基板上依次形成扩散阻挡金属层薄膜、金属层薄膜和氧化阻挡金属层薄膜；
通过一次构图工艺，对所述扩散阻挡金属层薄膜、所述金属层薄膜和所述氧化阻挡金属层薄膜进行刻蚀，形成电容电极层图案。
3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，形成钝化层图案，包括：
采用一次构图工艺，刻蚀掉与所述电容电极层对应的所述钝化层和所述氧化阻挡金属层薄膜、以及部分所述金属层薄膜的材料，形成钝化层图案。
4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，刻蚀掉的部分电容电极层的材料厚度为5纳米-50纳米。
5.一种显示基板，其特征在于，包括：依次设置在衬底基板上的电容电极层、钝化层和保护电极层；
所述钝化层上与所述电容电极层对应的位置设置有开口；
所述保护电极层通过所述钝化层上的开口覆盖所述电容电极层，保护未被钝化层遮挡的所述电容电极层；
所述电容电极层上靠近所述钝化层的一侧设置有凹槽，且所述凹槽在所述衬底基板上的正投影位于所述开口在所述衬底基板上的正投影内；
所述显示基板还包括：设置在所述电容电极层靠近所述钝化层一侧的氧化阻挡金属层；
所述氧化阻挡金属层在所述衬底基板上的正投影与所述凹槽在所述衬底基板上的正投影互不重叠。
6.如权利要求5所述的显示基板，其特征在于，所述显示基板还包括：源漏电极层；
所述电容电极层与所述源漏电极层同层设置；
所述电容电极层在垂直于所述衬底基板方向上的厚度小于所述源漏电极层在垂直于所述衬底基板方向上的厚度。
7.如权利要求5-6任一项所述的显示基板，其特征在于，所述显示基板还包括：设置在所述电容电极层靠近所述衬底基板一侧的扩散阻挡金属层；
所述扩散阻挡金属层完全覆盖所述电容电极层。
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