CN109873018A - 显示面板及其制备方法、显示装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种显示面板，包括：基板；开关模块，所述开关模块包括第一开关单元和第二开关单元，所述第一开关单元和所述第二开关单元包括在基板上依次设置的缓冲层、有源层、栅氧化层、栅极层、层间绝缘层、金属层和钝化层；像素单元，设置于所述基板上，并与所述第一开关单元耦接；量子点传感器，所述量子点传感器设置于所述基板上，并与所述第二开关单元耦接，所述量子点传感器包括量子点薄膜层。上述显示面板及其制备方法中，开关模块为采用低温多晶硅工艺制备的薄膜晶体管，开关模块的有源层采用各向同性的多晶物质，因此可提高载流子的迁移率，提高开关模块的驱动能力，进而可以提高显示面板的发光效率。

Description

显示面板及其制备方法、显示装置

技术领域

本发明涉及显示领域，特别是涉及显示面板及其制备方法、显示装置。

背景技术

随着技术的发展，显示领域中出现多种不同种类的显示面板，例如OLED(OrganicLight-Emitting Diode，有机发光二极管)显示面板、QLED(Quantum Dot Light EmittingDiodes，量子点发光二极管)显示面板等。其中，量子点发光二极管是一种电流直接激发量子点发光的二极管。量子点发光二极管应用于显示器中可提高显示器的显示效率，降低功耗，因此，QLED显示面板越来越受到人们的关注。发明人在实现传统技术的过程中发现，传统的QLED显示面板载流子迁移率低，进而导致发光效率不高。

发明内容

基于此，有必要针对传统QLED显示面板载流子迁移率低的问题，提供一种显示面板及其制备方法、显示装置。

一种显示面板，包括：

基板；

开关模块，包括第一开关单元和第二开关单元，所述第一开关单元和所述第二开关单元包括在基板上依次设置的缓冲层、有源层、栅氧化层、栅极层、层间绝缘层、金属层和钝化层；

像素单元，设置于所述基板上，并与所述第一开关单元耦接；

量子点传感器，设置于所述基板上，并与所述第二开关单元耦接，所述量子点传感器包括量子点薄膜层。

在其中一个实施例中，所述有源层的材料包括多晶硅或多晶硅锗。

在其中一个实施例中，所述像素单元包括依次设置于所述金属层上的第一电极层、空穴注入层、空穴传输层、量子点薄膜层、电子传输层、电子注入层和第二电极层。

在其中一个实施例中，所述量子点薄膜层包括介孔框架，所述介孔框架内设置有孔洞，所述孔洞内设置有量子点。

在其中一个实施例中，所述量子点的材质包括砷化镓、硅、锗、硅锗中的任一种。

在其中一个实施例中，所述孔洞的直径大小为2-10纳米。

一种显示装置，包括前述显示面板。

一种显示面板的制备方法，包括：

提供一基板，于所述基板上形成阵列排布的开关模块，所述开关模块包括第一开关单元和第二开关单元，所述第一开关单元和所述第二开关单元包括依次设置于所述基板上的缓冲层、有源层、栅氧化层、栅极层、层间绝缘层、金属层和钝化层；

于所述第一开关单元上形成像素单元；

于所述第二开关单元上形成量子点传感器。

在其中一个实施例中，所述于所述第一开关单元上形成像素单元包括：

刻蚀所述钝化层形成过孔，并于所述过孔内填充金属以形成第一电极层；

于所述第一电极层上形成像素限定层，刻蚀所述像素限定层以定义出子像素区域；

于所述子像素区域的所述第一电极层上蒸镀沉积空穴注入层；

于所述空穴注入层上蒸镀沉积空穴传输层；

于所述空穴传输层上涂布量子点薄膜层；

于所述量子点薄膜层上蒸镀沉积电子传输层；

于所述电子传输层上蒸镀沉积电子注入层；

于所述电子注入层上蒸镀沉积第二电极层。

在其中一个实施例中，所述于所述第二开关单元上形成量子点传感器包括：

刻蚀所述钝化层形成过孔，并于所述过孔内填充金属以形成第一电极层；

于所述第一电极层表面涂布量子点薄膜层；

于所述量子点薄膜层上蒸镀沉积第二电极层。

上述显示面板及其制备方法中，开关单元为采用LTPS(Low Temperature Poly-silicon，低温多晶硅技术)工艺制备的薄膜晶体管，开关模块的有源层采用各向同性的多晶物质，因此可提高载流子的迁移率，提高开关模块的驱动能力，进而可以提高显示面板的发光效率。

附图说明

图1为本申请的一个实施例提供的显示面板截面示意图；

图2为本申请的一个实施例提供的像素单元结构示意图；

图3为本申请的一个实施例提供的显示装置模块示意图；

图4为本申请的一个实施例提供的显示面板制备方法流程图；

图5为本申请的又一实施例提供的显示面板制备方法流程图；

图6为本申请的又一实施例提供的显示面板制备方法流程图。

具体实施方式

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明。但是本发明能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似改进，因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。

需要说明的是，当元件被称为“设置于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的，并不表示是唯一的实施方式。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是在于限制本发明。

请参见图1，本申请的一个实施例提供一种显示面板，包括基板100，设置于基板100上的开关模块110。其中，开关模块110包括第一开关单元和第二开关单元。开关模块110包括依次设置在基板100上的缓冲层111、有源层112、栅氧化层113、栅极层114、层间绝缘层115、金属层116和钝化层117。像素单元120设置于基板上，并与第一开关单元耦接。量子点传感器设置于基板上，并与第二开关单元耦接，量子点传感器包括量子点薄膜层。

具体的，本实施例中，基板100可以为玻璃基板。开关模块110设置于基板100上，可以是TFT(Thin Film Transistor，薄膜晶体管)，采用LTPS工艺制备而成。开关模块110的缓冲层111可以是氮化硅、氧化硅、氮氧化硅中的一种或多种。有源层112由各向同性的多晶物质组成。栅氧化层113覆盖有源层，栅氧化层113可以是氧化硅、氮化硅和氮氧化硅中的任一种物质组成。栅极层114形成于栅氧化层113上，层间绝缘层115形成于栅极层114上，用于将栅极层114与金属层116隔绝。每个开关模块110的层间绝缘层115上形成有两个过孔，源极和漏极分别通过过孔连接至有源层112的重掺杂源区112a和重掺杂漏区112d。

本实施例中，晶体管可以是N沟道TFT、P沟道TFT或CMOS(Complementary MetalOxide Semiconductor，互补金属氧化物半导体)TFT。其中，图1所示为N沟道TFT。N沟道TFT的有源层112从左至右依次包括重掺杂源区112a、轻掺杂源区112c、沟道区112e、轻掺杂漏区112d、重掺杂漏区112b，由于N沟道TFT载流子迁移率高，漏电流较大，因此通过采用轻掺杂源区112c和轻掺杂漏区112d的结构可增大横向耐压，提高器件的稳定性。当晶体管是P沟道TFT时，有源层112包括重掺杂源区、沟道区和重掺杂漏区。当晶体管为CMOS时，晶体管既包括N沟道TFT又包括P沟道TFT。

本实施例中，第一开关单元与第二开关单元结构相同。第一开关单元连接像素单元120，并设置于显示区，用于为像素单元120提供显示信号以使像素单元120发光。第二开关单元与量子点传感器耦接，并设置于传感器区域，用作触控传感器，感应用户的触控操作。

上述显示面板中的开关模块110为采用LTPS工艺制备的薄膜晶体管，开关单元的有源层采用各向同性的多晶物质，因此可提高载流子的迁移率，提高开关单元的驱动能力，进而可以提高显示面板的发光效率。

在其中一个实施例中，开关模块110的有源层112采用多晶硅制备而成。利用多晶硅形成的沟道可提高载流子的迁移率。

在另一个实施例中，开关模块110的有源层112也可采用多晶硅锗制备而成。多晶锗硅熔点低，有利于晶粒的生长、退火激活、扩散等工艺在低温条件下实现。采用三族元素或五族元素注入多晶锗硅可形成P型半导体或N型半导体。利用多晶锗硅形成的有源层，同样可提高载流子的迁移率。

请参见图2，在其中一个实施例中，像素单元120包括依次设置于金属层116上的第一电极层121、空穴注入层122、空穴传输层123、量子点薄膜层124、电子传输层125、电子注入层126和第二电极层127。

本实施例中，第一电极层121为像素单元120的阳极，第二电极层127为像素单元120的阴极，且第二电极127为透明电极。其中，阳极与第一开关单元中金属层116电连接，具体与金属层116中的漏极电连接。当外界施加偏压于阳极和阴极时，空穴和电子克服界面能障，经阳极和阴极注入，分别注入空穴传输层123的价带能级和电子传输层125的导带能级。空穴和电子在外部电场的驱动下，经空穴传输层123和电子传输层125的传输，分别到达量子点薄膜层124。当空穴和电子在量子点薄膜层124结合后，形成一激子，由于次激发态在一般环境中不稳定，能量将以光的形式释放，进而回到稳定的基态，从而完成电致发光的过程。

在其中一个实施例中，量子点传感器包括依次设置于金属层上的第一电极层、量子点薄膜层和第二电极层。其中，量子点传感器通过第一电极层与第二开关单元的金属层连接，具体与第二开关单元的漏极连接。当施加外界偏压时，量子点薄膜层可在第一电极层和第二电极层的作用下发光。本实施例中，量子点传感器用作触控传感器，当用户的手指触摸显示面板时，量子点薄膜层发出的光线被手指阻挡，然后被手指反射，量子点传感器接收手指反射回来的光，进而可以感测到用户的触控操作。

在其中一个实施例中，量子点薄膜层包括介孔框架，介孔框架内设置有孔洞，孔洞内设置有量子点。

具体的，介孔框架为通过自组装分子模板技术形成的氧化硅框架。所述氧化硅框架上设置有多个孔洞，孔洞内设置有量子点，孔洞的直径大小为2-10nm，通过设置孔洞的大小可以调整量子点的尺寸，进而实现不同的发光颜色。本实施例中，量子点可采用三族到五族半导体纳米材料形成，三族到五族半导体纳米材料包括砷化镓纳米源、硅纳米源、锗纳米源、硅锗纳米源，即量子点可采用上述纳米源中的任意一种或多种组合制备而成。

上述实施例通过采用自组装分子模板技术形成介孔框架，在介孔框架的孔洞内可形成尺寸相同、分布均匀的量子点，使得同种颜色的光颜色更均匀。进一步的，通过调节量子点的大小可调节量子点发光二极管的发光颜色，进而实现显示面板中不同发光颜色的光的调控均匀性。

本申请的又一实施例提供一种显示面板，包括基板，设置于基板上的开关单元，开关单元包括第一开关单元和第二开关单元。具体的，开关单元包括依次设置于基板上的缓冲层、有源层、栅氧化层、栅极层、层间绝缘层和金属层，其中，有源层的材料包括多晶硅。像素单元设置于基板上，并于第一开关耦接，像素单元包括依次设置于金属层上的第一电极层、空穴注入层、空穴传输层、量子点薄膜层、电子传输层、电子注入层和第二电极层。量子点传感器设置于基板上，并与第二开关单元耦接，量子点传感器包括量子点薄膜层。

上述显示面板中的开关模块110为薄膜晶体管，开关模块的有源层采用各向同性的多晶硅，因此可提高载流子的迁移率，提高开关模块的驱动能力，进而可以提高显示面板的发光效率。

请参见图3，本申请的一个实施例提供一种显示装置200，包括前述显示面板210。所述显示装置200还包括控制模块220，控制模块220用于为显示面板210提供数据信号和扫描信号，以使显示面板210进行显示。

请参见图4，本申请的一个实施例提供一种显示面板的制备方法，包括以下步骤：

S100：提供一基板，于基板上形成阵列排布的开关模块。其中，开关模块包括第一开关单元和第二开关单元，且第一开关单元和第二开关单元的结构相同，包括依次设置于所述基板上的缓冲层、多晶硅层、栅氧化层、栅极层、层间绝缘层、金属层和钝化层。

具体的，本实施例中，于基板上形成阵列排布的开关模块具体包括：在基板上沉积氧化硅形成缓冲层，于缓冲层上沉积多晶硅后对多晶硅进行掺杂以形成有源层，当然，也可在袁冲层上沉积多晶硅锗，形成有源层。当晶体管为N沟道TFT时，可先对有源层进行轻掺杂形成轻掺杂源区和轻掺杂漏区，然后对有源层进行重掺杂形成重掺杂源区和重掺杂漏区。当晶体管为P沟道TFT时，可直接对有源层进行重掺杂形成重掺杂源区和重掺杂漏区。在有源层上形成栅氧化层，在栅氧化层上沉积金属，并对金属层进行图案化，以形成栅极层。在栅极层上形成层间绝缘层，层间绝缘层可以是氧化物，通过炉管氧化或其他工艺形成，层间绝缘层包覆栅极层。刻蚀层间绝缘层以形成由所述层间绝缘层至有源层的过孔，并暴露层间绝缘层与栅氧化层的两侧墙。然后于过孔内填充金属，以形成金属层，其中金属层包括源极和漏极。于金属层上形成钝化层，以形成开关单元。本实施例中，开关单元包括第一开关单元和第二开关单元，第一开关单元和第二开关单元的结构相同，第一开关单元用作显示驱动单元，第二开关单元用作触控驱动单元。

S200：于第一开关单元上形成像素单元。

具体的，本实施例中，像素单元包括红色子像素、绿色子像素和蓝色子像素。像素单元为量子点发光二极管，采用量子点发光二极管，可以提高像素单元发光颜色的纯度，提高发光效率。

S300：于第二开关单元上形成量子点传感器。

具体的，量子点传感器为触控传感器，相应地，第二开关单元为量子点传感器提供驱动信号，以使量子点传感器发光。当用户触摸显示面板时，量子点传感器发出的光线被手指阻挡，然后被手指反射，量子点传感器接收手指反射回来的光，进而可以感测到用户的触控操作。

上述显示面板的制备方法中，开关模块为采用LTPS工艺制备的薄膜晶体管，开关模块的有源层采用各向同性的多晶硅，因此可提高载流子的迁移率，提高开关模块的驱动能力，进而可以提高显示面板的发光效率。

请参见图5，在其中一个实施例中，于第一开关单元上形成像素单元具体包括以下步骤：

S210：刻蚀钝化层形成过孔，并且在过孔中填充金属以形成第一电极层。

本实施例中，过孔由钝化层延伸至漏极表面，以使第一电机层与漏极电连接，其中，第一电极层为阳极层。

S220：于第一电极层上形成像素限定层，刻蚀像素限定层以定义出子像素区域。

本实施例中，刻蚀像素限定层并暴露出位于像素限定层下方的第一电极层，以定义出子像素区域，子像素区域用于设置红色子像素、蓝色子像素和绿色子像素。

S230：于子像素区域的第一电极层上蒸镀沉积空穴注入层。

S240：于空穴注入层上蒸镀沉积空穴传输层。

S250：于空穴传输层上涂布量子点薄膜层。

具体的，本实施例中，可采用旋转涂布工艺或狭缝涂布工艺在空穴传输层上涂布前驱体混合液，然后通过退火工艺或烘干工艺可获得量子点薄膜。

S260：于量子点薄膜层上蒸镀沉积电子传输层。

S270：于电子传输层上蒸镀沉积电子注入层。

S280：于电子注入层上蒸镀沉积第二电极层。

其中，第二电极层为阴极，本实施例中，第二电极层为透明电极，可不影响量子点薄膜层发光时光线的传输。

上述显示面板的制备方法，通过采用涂布的方式在电子传输层上形成量子点薄膜层，进而制备得到量子点发光二极管，降低了制备量子点发光二极管的难度，工艺简单制程方便，且利用量子点材料电致发光的功能，提高了像素单元发光的光色纯度和发光效率。

请参见图6，在其中一个实施例中，于第二开关单元上形成量子点传感器具体包括一下步骤：

S310：刻蚀钝化层形成过孔，并于过孔内填充金属以形成第一电极层。

具体的，本步骤与步骤S210采用相同的工艺相同，过孔由钝化层延伸至漏极表面，以使第一电机层与漏极电连接。在制备显示面板时，本步骤与步骤S210可同时进行。

S320：于第一电极层表面涂布量子点薄膜层。

具体的，本步骤与步骤S250采用相同的工艺相同，可采用旋转涂布工艺或狭缝涂布工艺在第一电极层上涂布前驱体混合液，然后通过退火工艺或烘干工艺获得量子点薄膜。在制备显示面板时，本步骤可与步骤S250同时进行。

S330：于量子点薄膜层上蒸镀沉积第二电极层。

具体的，本步骤中第二电极层的制备工艺于步骤S280中制备第二电极层的工艺相同，材料也相同，不同之处在于，本步骤中，在制备完量子点薄膜后，即在量子点薄膜上形成第二电极层。由于制备工艺、材料相同，本步骤可与步骤S280同时进行。

因此，在第一开关单元上制备像素单元时，可同时在第二开关单元上形成量子点传感器，缩短了显示面板的制备时间，简化了显示面板的制备工艺。

以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种显示面板，其特征在于，包括：

基板；

开关模块，包括第一开关单元和第二开关单元，所述第一开关单元和第二开关单元包括在基板上依次设置的缓冲层、有源层、栅氧化层、栅极层、层间绝缘层、金属层和钝化层；

像素单元，设置于所述基板上，并与所述第一开关单元耦接；

量子点传感器，设置于所述基板上，并与所述第二开关单元耦接，所述量子点传感器包括量子点薄膜层。

2.根据权利要求1所述的显示面板，其特征在于，所述有源层的材料包括多晶硅或多晶硅锗。

3.根据权利要求1所述的显示面板，其特征在于，所述像素单元包括依次设置于所述金属层上的第一电极层、空穴注入层、空穴传输层、量子点薄膜层、电子传输层、电子注入层和第二电极层。

4.根据权利要求3所述的显示面板，其特征在于，所述量子点薄膜层包括介孔框架，所述介孔框架内设置有孔洞，所述孔洞内设置有量子点。

5.根据权利要求4所述的显示面板，其特征在于，所述量子点的材质包括砷化镓、硅、锗、硅锗中的任一种。

6.根据权利要求4所述的显示面板，其特征在于，所述孔洞的直径大小为2-10纳米。

7.一种显示装置，其特征在于，包括权利要求1-6中任一项所述的显示面板。

8.一种显示面板的制备方法，其特征在于，包括：

提供一基板，于所述基板上形成阵列排布的开关模块，所述开关模块包括第一开关单元和第二开关单元，所述第一开关单元和所述第二开关单元包括依次设置于所述基板上的缓冲层、有源层、栅氧化层、栅极层、层间绝缘层、金属层和钝化层；

于所述第一开关单元上形成像素单元；

于所述第二开关单元上形成量子点传感器。

9.根据权利要求8所述的显示面板的制备方法，其特征在于，所述于所述第一开关单元上形成像素单元包括：

刻蚀所述钝化层形成过孔，并于所述过孔内填充金属以形成第一电极层；

于所述第一电极层上形成像素限定层，刻蚀所述像素限定层以定义出子像素区域；

于所述子像素区域的所述第一电极层上蒸镀沉积空穴注入层；

于所述空穴注入层上蒸镀沉积空穴传输层；

于所述空穴传输层上涂布量子点薄膜层；

于所述量子点薄膜层上蒸镀沉积电子传输层；

于所述电子传输层上蒸镀沉积电子注入层；

于所述电子注入层上蒸镀沉积第二电极层。

10.根据权利要求8所述的显示面板的制备方法，其特征在于，所述于所述第二开关单元上形成量子点传感器包括：

刻蚀所述钝化层形成过孔，并于所述过孔内填充金属以形成第一电极层；

于所述第一电极层表面涂布量子点薄膜层；

于所述量子点薄膜层上蒸镀沉积第二电极层。