CN109712933A - 显示基板的制作方法、显示基板及显示面板 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种显示基板的制作方法，所述制作方法包括：提供初始基板；形成半导体初始图形，其中，所述半导体初始图形包括形成在所述初始基板上的非晶硅图形和形成在所述非晶硅图形背离所述初始基板的表面上的金属图形；利用电磁感应的方式对所述金属图形加热，以使得所述非晶硅图形再结晶形成为多晶硅图形。本发明还提供一种利用该方法制得的显示基板以及包括所述显示基板的显示面板，所述制作方法可以避免显示基板在退火工艺中受热变形。

Description

显示基板的制作方法、显示基板及显示面板

技术领域

本发明涉及显示技术领域，具体地，涉及一种显示基板的制作方法、利用该方法制得的显示基板以及包括所述显示基板的显示面板。

背景技术

低温多晶硅薄膜晶体管由于其具有较好的开关性能而得到了广泛的应用。低温多晶硅薄膜晶体管的有源层由低温多晶硅材料制成。为了获得低温多晶硅材料，需要在衬底基板上形成一层非晶硅层，然后利用固相晶化法对非晶硅层进行退火，退火温度在500℃～1000℃左右。

由于执行固相晶化法的过程中，需要利用高温炉对形成有非晶硅层的衬底基板进行持续加热，不仅能耗较高，还会导致玻璃等材质制作的衬底基板受热变形。

因此，如何避免在退火工艺中所述显示基板受热变形成为亟需解决的技术问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种显示基板的制作方法，所述制作方法可以避免显示基板在退火工艺中受热变形。

为解决上述技术问题，作为本发明第一个方面，提供一种显示基板的制作方法，其中，所述制作方法包括：

提供初始基板；

形成半导体初始图形，其中，所述半导体初始图形包括形成在所述初始基板上的非晶硅图形和形成在所述非晶硅图形背离所述初始基板的表面上的金属图形，所述金属图形的形状与所述非晶硅图形的形状一致；

利用电磁感应的方式对所述金属图形加热，以使得所述非晶硅图形再结晶形成为多晶硅图形。

优选地，在利用电磁感应的方式对所述金属图形加热的步骤中，加热时间为20s～180s。

优选地，在利用电磁感应的方式对所述金属图形加热的步骤中，用于产生电磁感应的射频功率为2000W～7000W。

优选地，所述金属图形的材料包括钨。

优选地，所述形成半导体初始图形的步骤包括：

形成非晶硅材料层；

形成金属材料层；

对所述金属材料层进行图形化，以形成所述金属图形；

以所述金属图形为掩膜刻蚀所述非晶硅材料层，以形成所述非晶硅图形。

优选地，所述形成半导体初始图形的步骤包括在形成非晶硅材料层的步骤和形成金属材料层的步骤之间进行的以下步骤：

对所述非晶硅材料层进行脱氢。

优选地，所述对所述非晶硅材料层进行脱氢的步骤中：

执行脱氢工艺的温度为350℃～450℃。

优选地，所述制作方法还包括利用电磁感应的方式对所述金属图形加热的步骤之后执行的：

去除所述金属图形。

作为本发明第二个方面，提供一种显示基板，其中，所述显示基板采用本发明所提供的制作方法制得，所述显示基板包括多个薄膜晶体管，所述多晶硅图形为所述薄膜晶体管的有源层。

作为本发明第三个方面，提供一种显示面板，所述显示面板包括显示基板，其中，所述显示基板为本发明所提供的显示基板。

附图说明

附图是用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本发明，但并不构成对本发明的限制。在附图中：

图1为本发明所提供的显示基板制作方法的流程示意图；

图2为图1中步骤S2的流程示意图；

图3a至3h为采用本发明所提供的制作方法，制作所述显示基板的各个步骤对应的结构示意图。

附图标记说明

110：衬底基板 120：缓冲层

130：非晶硅材料层 140：金属材料层

131：非晶硅图形 132：多晶硅图形

141：金属图形 200：高频电场发生器

具体实施方式

以下结合附图对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。

作为本发明的一个方面，提供一种显示基板的制作方法，如图1所示，所述制作方法包括：

步骤S1、提供初始基板；

步骤S2、形成半导体初始图形，其中，所述半导体初始图形包括形成在所述初始基板上的非晶硅图形和形成在所述非晶硅图形背离所述初始基板的表面上的金属图形，所述金属图形的形状与所述非晶硅图形的形状一致；

步骤S3、利用电磁感应的方式对所述金属图形加热，以使得所述非晶硅图形再结晶形成为多晶硅图形。

如上所述，本发明提供的制作显示基板的方法，通过步骤S1至步骤S3可以制得低温多晶硅显示基板，所述低温多晶硅显示基板可用于制作液晶显示面板。

需要说明的是，在步骤S2中形成的半导体初始图形可以为薄膜晶体管的有源层的图形。所述半导体初始图形可以为多个，且任意相邻的两个半导体初始图形间隔设置。

电磁感应加热的原理为交变的磁场在导体中产生感应电流，从而导致导体发热。具体地，所述金属图形置于所述交变磁场中时，所述交变磁场的磁力线不断变化，相当于所述金属图形切割交变磁力线而在该金属图形内部产生交变的电流(即涡流)，涡流使该金属图形内的载流子高速无规则运动，载流子与金属原子互相碰撞、摩擦而产生热能，从而起到加热的效果。

在步骤S3中，只有金属图形会因电磁感应而发热，通过热传导的作用，所述非晶硅图形也会被加热，达到再结晶温度时即可进行再结晶形成多晶硅图形。

所述初始基板为非导体材料，因此，在执行步骤S3时，初始基板不会主动发热，初始基板上的热量也仅仅是金属图形通过介质传递至初始基板上的热量，并且只有设置有金属图形的部位会受热，这就导致了所述初始基板的整体温度并不会特别高，也不会产生因温度升高而导致的变形。

另外，利用电磁感应的方式加热金属图形，升温速度快，可在短时间内达到非晶硅图形再结晶的温度，从而避免长时间加热导致所述初始基板温度升高而发生变形。

在本发明中，对如何实现“利用电磁感应的方式对所述金属图形进行加热”也没有特殊的要求，例如，可以利用高频电场发生器提供交变磁场，以使得所述金属图形实现电磁感应。

如上文所述，所述非晶硅图形用于形成薄膜晶体管的有源层，在显示基板中，多个薄膜晶体管通常排列为多行多列，因此，所述初始半导体图形也排列为多行多列。为了进一步减少初始基板的变形，优选地，利用电磁感应的方式对所述金属图形加热可以包括：利用高频电场发生器对多行半导体初始图形进行逐行扫描。

优选地，对如何提供交变的磁场没有特殊的限定。例如，可以利用图3f中所示的高频电场发生器产生交变磁场。具体地，所述高频电场发生器200包括射频电源和射频线圈，所述射频电源按照预定功率向所述射频线圈加载射频信号(通常，电压信号)，所述射频线圈内形成交变电流，所述交变电流周围会形成所述交变磁场，利用该交变磁场对所述金属图形进行扫描。

优选地，在利用电磁感应的方式对所述金属图形加热的步骤中，加热时间为20s～180s。

在上述优选的实施方式中，加热时间持续较短，在此期间，非晶硅图形会通过金属图形的热传递获取热量而升温至再结晶所需温度，并且完成再结晶从而转变为所述多晶硅图形，但是，这一过程中，金属图形向初始基板、以及非晶硅图形向初始基板传递的热量不足以导致其温度升高二变形。

优选地，在利用电磁感应的方式对所述金属图形加热的步骤S3中，用于产生电磁感应的射频功率为2000W～7000W。换言之，所述高频电场发生器的射频功率为2000W至7000W。

本发明中，对所述金属图形的材料不做限定，优选地，所述金属图形的材料包括钨。

由于金属钨的熔点较高(3400℃以上)，不易扩散，可在一定程度上，减少对所述非晶硅图形的污染。

本发明中，如图3a所示，所述步骤S1包括：

提供衬底基板110；

形成缓冲层120。

如上所述，衬底基板110的材质优选为玻璃，当然，本发明并不局限于此，也可以为其他材质。

本发明中，如图2、图3b、图3c、图3d以及图3e所示，所述形成半导体初始图形的步骤包括：

步骤S21、形成非晶硅材料层130；

步骤S22、形成金属材料层140；

步骤S23、对金属材料层140进行图形化，以形成金属图形141；

步骤S24、以金属图形141为掩膜刻蚀非晶硅材料层130，以形成非晶硅图形131。

如上所述，本发明对形成非晶硅材料层130和形成金属材料层140的工艺不做限定，例如，作为可选地实施方式，可以采用化学气相沉积或者物理气相沉积形成非晶硅材料层130和金属材料层140。

本发明对于所述“图案化以及刻蚀”工艺也不做限定，例如，对于金属材料层140的刻蚀可以为湿法刻蚀；而对非晶硅材料层130的刻蚀可以选择干法刻蚀，例如，等离子体刻蚀。

本发明中，所述形成半导体初始图形的步骤包括在形成非晶硅材料层的步骤和形成金属材料层的步骤之间进行的以下步骤：

对所述非晶硅材料层进行脱氢。

脱氢处理的作用是去除非晶硅图形中的氢，从而提高利用该脱氢非晶硅图形再结晶形成的多晶硅图形的载流子迁移率，进而提高包括该多晶硅图形的薄膜晶体管的器件性能；此外，还可避免在退火工艺时，由于氢的不稳定导致非晶硅图形炸裂。

进一步地，所述对所述非晶硅材料层进行脱氢的步骤中，优选地，执行脱氢工艺的温度为350℃～450℃。

本发明中，如图3g和图3h所示，所述制作方法还包括利用电磁感应的方式对所述金属图形加热的步骤之后执行的：

去除金属图形141。

因为金属图形141仅用于对非晶硅图形进行退火，因此，在退火工艺结束后，需要去除金属图形141，以便于后续膜层结构的制作。

本发明中，对去除金属图形141的工艺不做限定，例如，优选地，可以利用湿法刻蚀去除金属图形141。

本发明中，所述制作方法还包括在去除所述金属图形141之后执行的：

形成栅绝缘层；

形成栅极；

形成层间绝缘层；

形成源漏电极层。

形成了上述结构后，可以获得低温多晶硅薄膜晶体管。

对于显示基板而言，除了低温多晶硅薄膜晶体管，还可以包括像素电极等结构，因此，所述制造方法还可以包括形成像素电极的步骤。

作为本发明的第二个方面，提供一种显示基板，其中，所述显示基板采用本发明所提供的制作方法制得，所述显示基板包括多个薄膜晶体管，所述多晶硅图形为所述薄膜晶体管的有源层。

如上文所述，在形成所述多晶硅图形时，不需要对衬底基板进行长时间的加热，从而可以确保衬底基板的平整性，提高产品良率。

作为本发明第三个方面，提供一种显示面板，所述显示面板包括显示基板，其中，所述显示基板为本发明所提供的显示基板。

对所述显示面板的类型不做限定，例如，所述显示面板可以为液晶显示面板或者有机电致发光二极管(OLED)显示面板。

所述显示面板用于制作显示装置，本发明对包括所述显示面板的显示装置不做限定，例如，所述显示装置可以为智能手机、平板电脑、车载显示设备等。

可以理解的是，以上实施方式仅仅是为了说明本发明的原理而采用的示例性实施方式，然而本发明并不局限于此。对于本领域内的普通技术人员而言，在不脱离本发明的精神和实质的情况下，可以做出各种变型和改进，这些变型和改进也视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种显示基板的制作方法，其特征在于，所述制作方法包括：

提供初始基板；

形成半导体初始图形，其中，所述半导体初始图形包括形成在所述初始基板上的非晶硅图形和形成在所述非晶硅图形背离所述初始基板的表面上的金属图形，所述金属图形的形状与所述非晶硅图形的形状一致；

利用电磁感应的方式对所述金属图形加热，以使得所述非晶硅图形再结晶形成为多晶硅图形。

2.根据权利要求1所述的制作方法，其特征在于，在利用电磁感应的方式对所述金属图形加热的步骤中，加热时间为20s～180s。

3.根据权利要求1所述的制作方法，其特征在于，在利用电磁感应的方式对所述金属图形加热的步骤中，用于产生电磁感应的射频功率为2000W～7000W。

4.根据权利要求1至3中任意一项所述的制作方法，其特征在于，所述金属图形的材料包括钨。

5.根据权利要求1至3中任意一项所述的制作方法，其特征在于，所述形成半导体初始图形的步骤包括：

形成非晶硅材料层；

形成金属材料层；

对所述金属材料层进行图形化，以形成所述金属图形；

以所述金属图形为掩膜刻蚀所述非晶硅材料层，以形成所述非晶硅图形。

6.根据权利要求5所述的制作方法，其特征在于，所述形成半导体初始图形的步骤包括在形成非晶硅材料层的步骤和形成金属材料层的步骤之间进行的以下步骤：

对所述非晶硅材料层进行脱氢。

7.根据权利要求1至3中任意一项所述的制作方法，其特征在于，所述制作方法还包括利用电磁感应的方式对所述金属图形加热的步骤之后执行的：

去除所述金属图形。

8.根据权利要求7所述的制作方法，其特征在于，所述制作方法还包括在去除所述金属图形的步骤之后进行的：

形成栅绝缘层；

形成包括栅极的图形；

形成层间绝缘层；

形成包括源漏电极层的图形。

9.一种显示基板，其特征在于，所述显示基板采用权利要求1至8中任意一项所述的制作方法制得，所述显示基板包括多个薄膜晶体管，所述多晶硅图形为所述薄膜晶体管的有源层。

10.一种显示面板，所述显示面板包括显示基板，其特征在于，所述显示基板为权利要求9所述的显示基板。