CN111092098A - 显示基板及其制备方法和显示面板、显示装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种显示基板及其制备方法和显示面板、显示装置,包括衬底基板、薄膜晶体管、小孔成像用图形和图像识别器件:其中,薄膜晶体管距离衬底基板最远的一侧表面与薄膜晶体管距离衬底基板最近的一侧表面之间设置有若干层层间绝缘层,本发明的技术方案通过在这些层间绝缘层中的至少一者上且对应于成像孔的区域形成第一过孔,然后在第一过孔的侧壁形成遮光图形,可在保证经手指反射的光能顺利射入至图像识别器件的同时,能在一定程度上减少、甚至避免经薄膜晶体管所反射出的光射入至图像识别器件,从而能有效改善图像识别器件中所形成的手指指纹图像的清晰度。
Description
技术领域
本发明涉及显示技术领域,特别涉及一种显示基板及其制备方法和显示面板、显示装置。
背景技术
近年来,随着显示技术的快速发展,具有生物识别功能的终端设备已逐渐成为生活中的必需品。其中,指纹识别凭借其唯一身份特性,而被广泛应用于各种终端设备中,以增加用户安全性。
具有指纹识别功能的显示装置的应运而生,其可基于小孔成像原理来进行指纹检测,具体过程如下:显示装置中的发光器件(例如有机发光二极管OLED)所发出的光射向手指并在手指表面发生反射,该反射光通过小孔成像用图形上的成像孔后射向图像识别器件,图像识别器件可得到手指的指纹图像。
然而,在实际应用中发现,OLED所发出的部分光以及经用户手指反射后的部分光,会照射至显示装置上的薄膜晶体管,并在薄膜晶体管上各结构(例如栅极、源极、漏极、有源层)的表面发生反射并形成反射光,其中部分反射光会射入至图像识别器件。此时,图像识别器件中所形成的图像为手指指纹图像与薄膜晶体管图像的叠加,由于薄膜晶体管图像的存在,会导致手指指纹图像的清晰度较差。
发明内容
本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一,提出了一种显示基板及其制备方法和显示面板、显示装置。
为实现上述目的,本发明提供了一种显示基板,包括:衬底基板、薄膜晶体管、小孔成像用图形和图像识别器件;
所述薄膜晶体管的位于所述衬底基板朝向所述显示基板的显示侧的一侧,所述小孔成像用图形位于所述图像识别器件朝向所述显示侧的一侧;
所述小孔成像用图形上设置有可透光的成像孔,所述图像识别器件与所述成像孔一一对应,所述图像识别器件的入光面在所述小孔成像用图形所在平面的正投影覆盖对应的所述成像孔;
所述薄膜晶体管距离所述衬底基板最远的一侧表面与所述薄膜晶体管距离所述衬底基板最近的一侧表面之间,设置有若干层层间绝缘层,至少一层所述层间绝缘层上形成有第一过孔,所述第一过孔在所述小孔成像用图形所在平面上的正投影位于成像孔内;
所述第一过孔的侧壁上设置有侧向遮光图形。
可选地,所述薄膜晶体管包括:栅极、有源层、源极和漏极;
所述有源层位于所述衬底基板朝向所述显示侧的一侧,所述有源层背向所述衬底基板的一侧设置有栅极绝缘层,所述栅极位于所述栅极绝缘层背向所述衬底基板的一侧,所述栅极背向所述衬底基板的一侧设置有层间介质层,所述层间介质层和所述栅极绝缘层上设置有贯穿至所述有源层的第二过孔,所述源极和所述漏极位于所述层间介质层背向所述衬底基板的一侧,所述源极和所述漏极分别通过对应的第二过孔与所述有源层连接;
所述层间绝缘层包括:所述栅极绝缘层和所述层间介质层;
或者,所述栅极位于所述衬底基板朝向所述显示侧的一侧,所述栅极背向所述衬底基板的一侧设置有栅极绝缘层,所述有源层位于所述栅极绝缘层背向所述衬底基板的一侧,所述源极和所述漏极位于所述有源层背向所述的衬底基板的一侧且与所述有源层连接;
所述层间绝缘层包括:所述栅极绝缘层。
可选地,各所述层间绝缘层上对应的所述成像孔的区域均设置有所述第一过孔。
可选地,所述侧向遮光图形与所述源极同层设置。
可选地,每个所述侧向遮光图形至多与一个所述源极或一个所述漏极电连接。
可选地,所述源极和所述漏极背向所述衬底基板的一侧还设置有第一平坦化层,所述第一平坦化层上形成第三过孔;
所述第一平坦化层背向所述衬底基板的一侧设置有阳极,所述阳极通过所述第三过孔与所述漏极连接;
所述小孔成像用图形位于所述薄膜晶体管和所述衬底基板之间。
可选地,所述源极和所述漏极背向所述衬底基板的一侧还设置有第一平坦化层,所述第一平坦化层上设置有第四过孔;
所述第一平坦化层背向所述衬底基板的一侧设置有导电连接图形,所述导电连接图形通过所述第四过孔与所述漏极连接;
所述导电连接图形背向所述衬底基板的一侧设置有第二平坦化层,所述第二平坦化层上设置有第五过孔;
所述第二平坦化层上背向所述衬底基板的一侧设置有阳极,所述阳极通过所述第五过孔与所述导电连接图形连接;
所述小孔成像用图形位于所述有源层和所述衬底基板之间;或者,所述小孔成像用图形与所述导电连接图形同层设置。
可选地,所述第一平坦化层上对应所述成像孔的区域设置有所述第一过孔,所述侧向遮光图形与所述导电连接图形同层设置。
可选地,每个所述侧向遮光图形至多与一个所述导电连接图形电连接。
可选地,所述第一过孔的平行于所述衬底基板的截面的截面面积,在沿靠近所述衬底基板的方向上逐渐减小。
为实现上述目的,本发明还提供了一种显示基板的制备方法,所述显示基板包括:衬底基板、薄膜晶体管、小孔成像用图形和图像识别器件,所述显示基板的制备步骤包括:
形成所述小孔成像用图形的步骤,所述小孔成像用图形位于所述图像识别器件朝向所述显示基板的显示侧的一侧,所述小孔成像用图形上设置有可透光的成像孔;
形成所述图像识别器件的步骤,所述图像识别器件与所述成像孔一一对应,所述图像识别器件的入光面在所述小孔成像用图形所在平面的正投影覆盖对应的所述成像孔;
形成所述薄膜晶体管的步骤,所述薄膜晶体管位于所述衬底基板朝向所述显示基板的显示侧的一侧,所述薄膜晶体管距离所述衬底基板最远的一侧表面与所述薄膜晶体管距离所述衬底基板最近的一侧表面之间设置有若干层层间绝缘层;
在至少一层所述层间绝缘层上设置有第一过孔的步骤,所述第一过孔在所述小孔成像用图形所在平面上的正投影位于所述成像孔内,所述第一过孔的侧壁上设置有侧向遮光图形。
可选地,所述薄膜晶体管包括:栅极、有源层、源极和漏极;其中,所述形成所述薄膜晶体管的步骤包括:
在所述衬底基板朝向所述显示侧的一侧形成有源层;
在所述有源层背向所述衬底基板的一侧形成栅极绝缘层;
在所述栅极绝缘层背向所述衬底基板的一侧形成栅极;
在所述栅极背向所述衬底基板的一侧形成层间介质层,所述层间介质层和所述栅极绝缘层上设置有贯穿至所述有源层的第二过孔;
在所述层间介质层背向所述衬底基板的一侧形成源极和漏极,所述源极和所述漏极分别通过对应的第二过孔与所述有源层连接;
所述在至少一层所述层间绝缘层上对应所述成像孔的区域形成可透光的第一过孔的步骤包括:
在所述栅极绝缘层和/或所述层间介质层上对应所述成像孔的区域形成所述第一过孔;
在所述第一过孔的侧壁上形成所述侧向遮光图形;
或者,所述形成所述薄膜晶体管的步骤包括:
在所述衬底基板朝向所述显示侧的一侧形成栅极;
在所述栅极背向所述衬底基板的一侧形成栅极绝缘层;
在所述栅极绝缘层背向所述衬底基板的一侧形成有源层;
在所述有源层背向所述衬底基板的一侧形成源极和漏极;
所述在至少一层所述层间绝缘层上对应所述成像孔的区域形成可透光的第一过孔的步骤包括:
在所述栅极绝缘层上对应所述成像孔的区域形成所述第一过孔;
在所述第一过孔的侧壁上形成所述侧向遮光图形。
可选地,所述侧向遮光图形、所述源极、所述漏极通过同一次构图工艺形成,每个所述侧向遮光图形至多与一个所述源极或一个所述漏极电连接。
可选地,还包括:
形成第一平坦化层的步骤,所述第一平坦化层位于所述源极和所述漏极背向所述衬底基板的一侧,所述第一平坦化层上设置有第三过孔;
形成阳极的步骤,所述阳极位于所述第一平坦化层背向所述衬底基板的一侧,所述阳极通过所述第三过孔与所述漏极连接;
所述形成所述小孔成像用图形的步骤位于所述形成所述薄膜晶体管的步骤之前执行。
可选地,还包括:
形成第一平坦化层的步骤,第一平坦化层位于所述源极背向所述衬底基板的一侧,所述第一平坦化层上设置有第四过孔;
形成导电连接图形的步骤,所述导电连接图形位于所述第一平坦化层上背向所述衬底基板的一侧,所述导电连接图形通过所述第四过孔与所述漏极连接;
形成第二平坦化层的步骤,所述第二平坦化层位于所述导电连接图形背向所述衬底基板的一侧,所述第二平坦化层上设置有第五过孔;
形成阳极的步骤,所述阳极位于所述第二平坦化层背向所述衬底基板的一侧,所述阳极通过所述第五过孔与所述导电连接图形连接;
所述形成所述小孔成像用图形的步骤位于所述形成所述薄膜晶体管的步骤之前执行;或者,所述形成所述小孔成像用图形的步骤与所述形成导电连接图形的步骤对应于同一次构图工艺。
可选地,所述第一平坦化层上对应所述成像孔的区域形成有所述第一过孔;
所述侧向遮光图形与所述导电连接图形通过同一次构图工艺形成,每个所述侧向遮光图形至多与一个所述导电连接图形电连接。
为实现上述目的,本发明还提供了一种显示面板,包括:如上述的显示基板。
为实现上述目的,本发明还提供了一种显示装置,包括:如上述的显示面板。
附图说明
图1为现有技术中涉及的一种具有指纹识别功能的显示基板的截面示意图;
图2为现有技术中涉及的又一种具有指纹识别功能的显示基板的截面示意图;
图3为本发明实施例一提供的一种显示基板的俯视图;
图4为图3中A-A向的一种截面示意图;
图5为图4所示显示基板内的光路示意图;
图6为图3中A-A向的又一种截面示意图;
图7为图6所示显示基板内的光路示意图;
图8为图3中A-A向的又一种截面示意图;
图9为本发明实施例二提供的一种显示基板的制备方法的流程图;
图10为图4所示显示基板的制备方法的流程图;
图11a为经过步骤S101~步骤S105后得到的显示基板的中间结构示意图;
图11b为经过步骤S106后得到的显示基板的中间结构示意图;
图11c为经过步骤S107后得到的显示基板的中间结构示意图;
图12为图6所示显示基板的制备方法的流程图;
图13a为经过步骤S201~步骤S206后得到的显示基板的中间结构示意图;
图13b为经过步骤S207后得到的显示基板的中间结构示意图;
图13c为经过步骤S208后得到的显示基板的中间结构示意图;
图14为图8所示显示基板的制备方法的流程图;
图15a为经过步骤S301~步骤S305后得到的显示基板的中间结构示意图;
图15b为经过步骤S306后得到的显示基板的中间结构示意图。
具体实施方式
为使本领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案,下面结合附图对本发明提供的一种显示基板及其制备方法和显示面板、显示装置进行详细描述。
图1为现有技术中涉及的一种具有指纹识别功能的显示基板的截面示意图,图2为现有技术中涉及的又一种具有指纹识别功能的显示基板的截面示意图,如图1和图2所示,在图1所示显示基板中,小孔成像用图形2位于薄膜晶体管TFT和衬底基板1之间;在图2所示显示基板中,小孔成像用图形2位于薄膜晶体管TFT背向衬底基板1的一侧。
通过图1和图2可见,在现有技术中发光器件的发光层3所发出的部分光以及经用户手指反射后的部分光,会射向薄膜晶体管TFT,并在薄膜晶体管TFT上各结构(例如栅极8、源极10、漏极11、有源层6)的表面发生反射并形成反射光,其中部分反射光会射入至图像识别器件5,影响图像识别器件5中所形成的手指指纹图像的清晰度。
为改善现有技术中图像识别器件5所形成的手指指纹图像的清晰度较差的问题,本发明提供了一种显示基板及其制备方法和显示面板、显示装置,下面将结合具体实例进行描述。
需要说明的是,本发明中的显示基板的“显示侧”是指,供用户观看显示画面的一侧,具体是指下述各截面示意图中的向上侧。
图3为本发明实施例一提供的一种显示基板的俯视图,图4为图3中A-A向的一种截面示意图,如图3和图4所示,该显示基板包括:衬底基板1、薄膜晶体管TFT、小孔成像用图形2和图像识别器件5;其中,薄膜晶体管TFT的位于衬底基板1朝向显示基板的显示侧的一侧,小孔成像用图形2位于图像识别器件5朝向显示侧的一侧;小孔成像用图形2上设置有可透光的成像孔4,图像识别器件5对应于成像孔4的区域,用于接收通过成像孔4且入射至所述图像识别器件5的光,并进行成像;薄膜晶体管TFT距离衬底基板1最远的一侧表面与薄膜晶体管TFT距离衬底基板1最近的一侧表面之间,设置有若干层层间绝缘层,至少一层层间绝缘层上对应成像孔4的区域设置有可透光的第一过孔12,第一过孔12的侧壁上设置有侧向遮光图形13。
需要说明的是,本发明中“图像识别器件5对应于成像孔4的区域”具体是指图像识别器件5的入光面在小孔成像用图形2所在平面的正投影覆盖对应的成像孔4;本发明中“对应成像孔4的区域设置有可透光的第一过孔12”具体是指,第一过孔12在小孔成像用图形2所在平面上的正投影位于成像孔4内。
此外,本发明中图像识别器件5的具体结构以及其根据接收到的光线进行成像的原理属于常规技术,此处不再详细描述。
在薄膜晶体管TFT距离衬底基板1最远的一侧表面与薄膜晶体管TFT距离衬底基板1最近的一侧表面之间,不可避免的会设置一些整层铺设的层间绝缘层,本发明的技术方案通过在这些层间绝缘层中的至少一者上且对应于成像孔4的区域形成第一过孔12,然后在第一过孔12的侧壁形成遮光图形,可在保证经手指反射的光能顺利射入至图像识别器件5的同时,能在一定程度上减少、甚至避免经薄膜晶体管TFT所反射出的光射入至图像识别器件5,从而能有效改善图像识别器件5中所形成的手指指纹图像的清晰度。
在本发明中,薄膜晶体管TFT既可以为顶栅型薄膜晶体管,也可以为底栅型薄膜晶体管;本发明中的小孔成像用图形2既可以位于薄膜晶体管TFT背向衬底基板1的一侧,也可以位于薄膜晶体管TFT和衬底基板1之间。此外,本发明中的图像识别器件5既可以位于衬底基板1朝向显示侧的一侧,也可以位于衬底基板1背向显示基板的一侧;在实际应用中,为保证小孔成像效果,往往选择将图像识别器件5与小孔成像用图形2保持一定距离,因此优选将图像识别器件5设置于衬底基板1背向显示侧的一侧。
下面将结合几个具体示例来进行详细描述。
参见图4所示,薄膜晶体管TFT为顶栅型薄膜晶体管,小孔成像用图形2位于薄膜晶体管TFT朝向衬底基板1一侧。
具体地,薄膜晶体管TFT包括:栅极8、有源层6、源极10和漏极11;其中,有源层6位于衬底基板1朝向显示侧的一侧,有源层6背向衬底基板1的一侧设置有栅极绝缘层7,栅极8位于栅极绝缘层7背向衬底基板1的一侧,栅极8背向衬底基板1的一侧设置有层间介质层9,层间介质层9和栅极绝缘层7上设置有贯穿至有源层6的第二过孔,源极10和漏极11位于层间介质层9背向衬底基板1的一侧,源极10和漏极11分别通过对应的第二过孔与有源层6连接;此时,层间绝缘层包括:栅极绝缘层7和层间介质层9。
优选地,栅极绝缘层7和层间介质层9上均设置有第一过孔12和对应的侧向遮光图形13。
图5为图4所示显示基板内的光路示意图,如图5所示,发光器件的发光层3所发出的部分光以及经用户手指反射后的部分光,会通过成像孔4射向薄膜晶体管TFT,并在栅极8、有源层6、源极10和漏极11的表面发生反射,且部分反射光线的传播方向指向图像识别器件5。然而,由于侧向遮光图形13的存在,传播方向指向图像识别器件5的反射光线中的至少部分会被遮光图形吸收或反射,而无法射入至图像识别器件5,因此图像识别器件5所接收到的经由薄膜晶体管TFT所反射出的光的量减少。在图像识别器件5所接收到的经由手指反射的光的量不变的情况下,图像识别器件5中所形成的手指指纹图像的清晰度可得到提升。
需要说明的是,附图4、5中所示栅极绝缘层7和层间介质层9均设有第一过孔12的情况,其为本申请中的一种优选方案,其能尽可能阻挡经由薄膜晶体管TFT所反射出的光射入图像识别器件5。
优选地,侧向遮光图形13与源极10和漏极11同层设置。需要说明的是,本发明中的“同层设置”是指材料相同、且可采用同一次构图工艺得以制备。在现有源、漏极11制备工艺中,源、漏极11的材料为金属材料,该金属材料具有遮光作用,因此满足侧向遮光图形13的遮光需求。此外,通过现有的源、漏极10/11制备工艺以同时完成侧向遮光图形13的制备,可有效减少工艺步骤,缩短生产周期。本发明中的“构图工艺”是指包括:光刻胶涂布、曝光、显影、刻蚀、光刻胶剥离等工艺。
需要说明的是,当侧向遮光图形13采用金属材料制成时,其表面具有一定的光反射性,位于第一过孔12内的部分光线会在侧向遮光图形13背向第一过孔12的侧壁的表面发生反射后射入图像识别器件5,以在图像识别器件5中所形成侧向遮光图形13的表面的图像。然而,由于侧向遮光图形13背向第一过孔12的侧壁的表面其形貌平整、颜色单一,因此侧向遮光图形13的表面的图像在图像识别器件5所得到的最终图像中是以背景形式呈现,以增加图像识别器件5所得到的最终图像中的对比度,此时手指指纹图像更为清晰。
继续参见图4所示,可选地,源极10和漏极11背向衬底基板1的一侧还设置有第一平坦化层14,第一平坦化层14上形成第三过孔;第一平坦化层14背向衬底基板1的一侧设置有阳极15,阳极15通过第三过孔与漏极11连接;阳极15背向衬底基板1的一侧还形成像素界定层18,像素界定层18上设置有若干个容纳孔,发光层3位于容纳孔内。
本领域技术人员应该知晓的是,但凡在位于薄膜晶体管TFT距离衬底基板1最远的一侧表面与薄膜晶体管TFT距离衬底基板1最近的一侧表面之间的任一层间绝缘层上设置第一过孔12,且在该第一过孔12的侧面上设置侧向遮光图形13,便能在一定程度上减少图像识别器件5所接收到的经由薄膜晶体管TFT所反射出的光,从而能改善图像识别器件5中所形成的手指指纹图像的清晰度。
此外,上述侧向遮光图形13与源极10和漏极11同层设置,以使得遮光图形能够与源极10和漏极11通过一次构图工艺进行制备的技术手段,其本发明中的一种优选方案,其不会对本发明的技术方案产生限制。本领域技术人员应该知晓的是,本发明中的侧向遮光图形13还可采用单独的生产工艺进行制备。
需要说明的是,当侧向遮光图形13与源极10和漏极11同层设置时,每个侧向遮光图形13至多与一个源极10或一个漏极11电连接,以防止薄膜晶体管TFT之间出现短路。
优选地,第一过孔12的平行于衬底基板1的截面的截面面积,在沿靠近衬底基板1的方向上逐渐减小。即,第一过孔12呈现漏斗形,此时第一过孔12具有聚光的作用,以提升图像识别器件5所得到的最终图像的亮度,此时手指指纹图像更为清晰。
需要说明的是,在图4所示显示基板中,当栅极绝缘层7和层间介质层9上均设置有第一过孔12和侧向遮光图形时,侧向遮光图形和位于侧向遮光图形下方的小孔成像用图形2可完全遮挡经薄膜晶体管TFT反射出且射向图像识别器件5的光线。
此外,当薄膜晶体管TFT采用顶栅型薄膜晶体管TFT时,可在有源层6的下方设置一层缓冲层(未示出)。
图6为图3中A-A向的又一种截面示意图,如图6所示,与图4所示显示基板不同的是,图6所示显示基板中阳极15通过导电连接图形16间接与漏极11连接。具体地,源极10和漏极11背向衬底基板1的一侧还设置有第一平坦化层14,第一平坦化层14上设置有第四过孔;第一平坦化层14背向衬底基板1的一侧设置有导电连接图形16,导电连接图形16通过第四过孔与漏极11连接;导电连接图形16背向衬底基板1的一侧设置有第二平坦化层17,第二平坦化层17上设置有第五过孔;第二平坦化层17上背向衬底基板1的一侧设置有阳极15,阳极15通过第五过孔与导电连接图形16连接。
优选地,小孔成像用图形2与导电连接图形16同层设置。此时,小孔成像用图形2可与导电连接图形16通过同一次构图工艺得以制备,相较于图4所示小孔成像用图形2位于薄膜晶体管TFT朝向衬底基板1一侧且需要单独的工艺进行制备,将小孔成像用图形2设置于薄膜晶体管TFT背向衬底基板1一侧且与导电连接图形16同层设置,可有效减少生产工艺步骤。
需要说明的是,小孔成像用图形2可以与导电连接图形16连接,也可不与导电连接图形16连接,其均属于本发明的保护范围。
当然,在图6所示显示基板中,小孔成像用图形2也可位于薄膜晶体管TFT朝向衬底基板1一侧(此种情况中小孔成像用图形2的位置可参见图4所示),其也属于本发明的保护范围。
继续参见图6所示,进一步优选地,第一平坦化层14上对应成像孔4的区域设置有第一过孔12,即该第一过孔12的侧壁也设置侧向遮光图形13。
图7为图6所示显示基板内的光路示意图,如图7所示,第一平坦化层14上第一过孔12内的侧向遮光图形13主要是用于遮挡由发光层3射向薄膜晶体管TFT的光以及由用户手指反射且射向薄膜晶体管TFT的光,由于射向薄膜晶体管TFT的光减少,因此经由薄膜晶体管TFT表面所反射的光也减少,经由薄膜晶体管TFT表面反射且能够到达图像识别器件5的光也减少,从而改善图像识别器件5中所形成的手指指纹图像的清晰度。
进一步优选地,侧向遮光图形13与导电连接图形16同层设置,即导电连接图形16、侧向遮光图形13、小孔成像用图形2三者同层设置,此时可采用同一次构图工艺以同时完成三者的制备,大大减少了生产工艺步骤,缩短生产周期。
需要说明的是,当侧向遮光图形13与导电连接图形16同层设置时,每个侧向遮光图形13至多与一个导电连接图形16电连接,以防止薄膜晶体管TFT之间出现短路。
需要说明的是,侧向遮光图形13可以与小孔成像用图形2连接(侧向遮光图形13与小孔成像用图形2也可为同一图形,此种情况未给出相应附图),也可不与小孔成像用图形2连接,其均属于本发明的保护范围。
当然,在图6所示方案中也可仅在栅极绝缘层7或层间介质层9上设置第一过孔12和侧向遮光图形13,此种情况未给出相应附图。
需要说明的是,在图6所示方案中,通过对小孔成像用图形2和导电连接图形16的形状进行相应设计,且小孔成像用图形2与侧向遮光图形13(第一平坦化层14上设置有第一过孔12和侧向遮光图形13)连接,以使得小孔成像用图形2、导电连接图形16和侧向遮光图形13能够完全阻挡由外部射向至薄膜晶体管TFT的光线,此时由于没有外部光线能够射入至薄膜晶体管TFT的表面,因而没有光线在薄膜晶体管TFT的表面发生发射并射入至图像识别器件5中。
此外,在图6所示方案中,通过在第一平坦化层14上设置第一过孔12和侧向遮光图形13,可减少、甚至完全避免外部光线射入至薄膜晶体管TFT,因此可有效避免薄膜晶体管TFT中的有源层6因光照而使得薄膜晶体管TFT的电学特性发生改变,从而能维持薄膜晶体管TFT的电学特性的稳定。
图8为图3中A-A向的又一种截面示意图,如图8所示,与图4所示显示基板不同的是,图8所示显示基板中的薄膜晶体管TFT为底栅形薄膜晶体管。
具体地,栅极8位于衬底基板1朝向显示侧的一侧,栅极8背向衬底基板1的一侧设置有栅极绝缘层7,有源层6位于栅极绝缘层7背向衬底基板1的一侧,源极10和漏极11位于有源层6背向的衬底基板1的一侧且与有源层6连接;此时,层间绝缘层包括:栅极绝缘层7,第一栅极绝缘层7上设置有第一过孔12。优选地,侧向遮光图形13可与源极10同层设置。
图8所示显示基板为将图4所示显示基板中的顶栅型薄膜晶体管TFT和两层层间绝缘层(栅极绝缘层7和层间介质层9)替换为底栅型薄膜晶体管TFT和一层层间绝缘层(栅极绝缘层7),对于图8中小孔成像用图形2、第一平坦化层14、阳极15等结构描述可参见前述对图4的描述。
当然,在本发明中也可将图6所示显示基板中的顶栅型薄膜晶体管TFT和两层层间绝缘层替换为底栅型薄膜晶体管TFT和一层层间绝缘层,并在第一平坦化层14设置有第一过孔12和侧向遮光图形13(此种情况未给出相应范围),其也应属于本发明的保护范围。
本领域技术人员应该知晓的是,本发明的技术方案对薄膜晶体管TFT为顶栅或低栅型薄膜晶体管TFT、小孔成像用图形2位于薄膜晶体管TFT朝向衬底基板1一侧或背向衬底基板1一侧、阳极15与漏极11直接连接或通过导电连接图形16与漏极11间接连接、第一平坦化层14上是否设置有第一过孔12、侧向遮光图形13是否与其他结构同层设置,均不作限定。对于其他的一些基于图4、图6、图8所示显示基板的变型,此处不再一一举例描述。
本发明实施例一提供了一种显示基板,包括衬底基板、薄膜晶体管、小孔成像用图形和图像识别器件:其中,薄膜晶体管距离衬底基板最远的一侧表面与薄膜晶体管距离衬底基板最近的一侧表面之间设置有若干层层间绝缘层,本发明的技术方案通过在这些层间绝缘层中的至少一者上且对应于成像孔的区域形成第一过孔,然后在第一过孔的侧壁形成遮光图形,可在保证经手指反射的光能顺利射入至图像识别器件的同时,能在一定程度上减少、甚至避免经薄膜晶体管所反射出的光射入至图像识别器件,从而能有效改善图像识别器件中所形成的手指指纹图像的清晰度。
图9为本发明实施例二提供的一种显示基板的制备方法的流程图,如图9所示,该制备方法可制备如上述实施例一中所提供的显示基板,该显示基板的制备步骤包括:
步骤S1、形成小孔成像用图形。
其中,小孔成像用图形2位于图像识别器件5朝向显示基板的显示侧的一侧,小孔成像用图形2上设置有可透光的成像孔4;
步骤S2、形成图像识别器件。
其中,图像识别器件5对应于成像孔4的区域;
步骤S3、形成薄膜晶体管。
其中,薄膜晶体管TFT位于衬底基板1朝向显示基板的显示侧的一侧,薄膜晶体管TFT距离衬底基板1最远的一侧表面与薄膜晶体管TFT距离衬底基板1最近的一侧表面之间设置有若干层层间绝缘层;
步骤S4、在至少一层层间绝缘层上对应成像孔的区域形成可透光的第一过孔,第一过孔的侧壁上设置有侧向遮光图形。
需要说明的是,本发明的技术方案对上述步骤S1~步骤S4的执行顺序不作限定,下面将结合几个具体示例进行详细描述,分别用于形成上述实施例一中图4、图6和图8所示显示基板。
图10为图4所示显示基板的制备方法的流程图,如图10所示,该制备方法包括:
步骤S101、在衬底基板上形成小孔成像用图形。
在步骤S101中,在衬底基板1上形成一层遮光材料,然后采用构图工艺对遮光材料进行图形化,形成成像孔4,剩余的遮光材料构成小孔成像用图形2。
需要说明的是,当遮光材料采用树脂材料时,则在步骤S101之后可直接进行步骤S102;若遮光材料为金属材料时,则在步骤S101之后须再形成一层绝缘层后再进行步骤S102。
步骤S102、在衬底基板朝向显示侧的一侧设置有源层。
步骤S103、在有源层背向衬底基板的一侧形成栅极绝缘层。
步骤S104、在栅极绝缘层背向衬底基板的一侧形成栅极。
步骤S105、在栅极背向衬底基板的一侧形成层间介质层。
图11a为经过步骤S101~步骤S105后得到的显示基板的中间结构示意图,如图11a所示,此时栅极绝缘层7和层间介质层9均未进行构图工艺。
步骤S106、通过一次构图工艺在层间介质层对应有源层的区域形成第二过孔,以及在层间介质层和栅极绝缘层的对应成像孔的区域形成第一过孔。
图11b为经过步骤S106后得到的显示基板的中间结构示意图,如图11b所示,对栅极绝缘层7和层间介质层9同时进行构图工艺,以在层间介质层9对应有源层6的区域形成第二过孔,以及在层间介质层9和栅极绝缘层7的对应成像孔4的区域形成第一过孔12。
可选地,在对栅极绝缘层7和层间介质层9进行构图工艺时可采用湿法刻蚀,在湿法刻蚀过程中,当层间介质层9上的第二过孔完成刻蚀后,由于其下方为有源层6,刻蚀液不会与有源层6发生反应,因此不会继续向下刻蚀;当层间介质层9上的第一过孔12完成刻蚀后,由于其下方为栅极绝缘层7,刻蚀液会与栅极绝缘层7发生反应,因此会对栅极绝缘层7进行刻蚀,从而在栅极绝缘层7上也形成第一过孔12。
步骤S107、通过一次构图工艺在层间介质层背向衬底基板的一侧形成源极和漏极,以及在第一过孔的侧壁形成侧向遮光图形。
图11c为经过步骤S107后得到的显示基板的中间结构示意图,如图11c所示,首先在步骤S106所得到的基板表面形成一层金属材料薄膜,然后对该层金属材料薄膜进行一次构图工艺,以得到源极10、漏极11和侧向遮光图形13,其中,源极10和漏极11分别通过对应的第二过孔与有源层6连接,侧向遮光图形13位于第一过孔12的侧壁。需要说明的是,本发明的技术方案侧向遮光图形13是否与源极10或漏极11连接,不作限定。
通过上述步骤S102~步骤S107可同时形成顶栅型薄膜晶体管TFT、第一过孔12和侧向遮光图形13。
步骤S108、形成第一平坦化层。
其中,第一平坦化层14位于源极10和漏极11背向衬底基板1的一侧,第一平坦化层14上设置有第三过孔。
步骤S109、形成阳极。
其中,阳极15位于第一平坦化层14背向衬底基板1的一侧,阳极15通过第三过孔与漏极11连接。
参见图4所示,阳极15通过第三过孔与漏极11直接连接。
在后续生产工艺中,依次形成像素界定层、发光层3、阴极等结构,具体过程此处不进行详细描述。
步骤S110、形成图像识别器件。
需要说明的是,本发明的技术方案对步骤S110的执行顺序不作限定。步骤S110可以作为最后一步执行步骤,也可以作为作为第一步执行步骤,当然也可在上述任意步骤之间执行。本实施例中考虑到图像识别器件5优选置于衬底基板1背向显示侧的一侧,因此优选形成图像识别器件5的步骤作为最后一步执行步骤。
图12为图6所示显示基板的制备方法的流程图,如图12所示,该制备方法包括:
步骤S201、在衬底基板朝向显示侧的一侧形成有源层。
步骤S202、在有源层背向衬底基板的一侧形成栅极绝缘层。
步骤S203、在栅极绝缘层背向衬底基板的一侧形成栅极。
步骤S204、在栅极背向衬底基板的一侧形成层间介质层,且层间介质层对应有源层的区域形成第二过孔。
步骤S205、通过一次构图工艺在层间介质层背向衬底基板的一侧形成源极和漏极。
步骤S206、形成第一平坦化层。
图13a为经过步骤S201~步骤S206后得到的显示基板的中间结构示意图,如图13a所示,通过上述步骤可在衬底基板1上形成顶栅型薄膜晶体管TFT以在薄膜晶体管TFT上方形成整层铺设的第一平坦化层14。
步骤S207、通过一次构图工艺以在第一平坦化层对应漏极的区域形成第四过孔,以及在第一平坦化层、层间介质层、栅极绝缘层上对应成像孔的区域形成第一过孔。
图13b为经过步骤S207后得到的显示基板的中间结构示意图,如图13b所示,对第一平坦化层14、层间介质层9和栅极绝缘层7同时进行构图工艺,以在第一平坦化层14对应有漏极11的区域形成第四过孔,以及在第一平坦化层14、层间介质层9和栅极绝缘层7的对应成像孔4的区域形成第一过孔12。
步骤S208、采用一次构图工艺形成导电连接图形、小孔成像用图形和侧向遮光图形。
图13c为经过步骤S208后得到的显示基板的中间结构示意图,如图13c所示,首先在步骤S207所得到的基板表面形成一层金属材料薄膜,然后对该层金属材料薄膜进行一次构图工艺,以得到导电连接图形16、小孔成像用图形2和侧向遮光图形13。其中,导电连接图形16通过第四过孔与漏极11连接,小孔成像用图形2上设置有成像孔4,侧向遮光图形13覆盖第一平坦化层14、层间介质层9、栅极绝缘层7上第一过孔12的侧壁,每个侧向遮光图形13至多与一个导电连接图形16电连接。
步骤S209、形成第二平坦化层,第二平坦化层上对应导电连接图形的区域形成有第五过孔。
步骤S210、形成阳极。
参见图6所示,阳极15通过第五过孔与导电连接图形16连接。
在后续生产工艺中,依次形成像素界定层、发光层3、阴极等结构,具体过程此处不进行详细描述。
步骤S211、形成图像识别器件。
需要说明的是,本发明的技术方案对步骤S211的执行顺序不作限定。
图14为图8所示显示基板的制备方法的流程图,如图14所示,该制备方法包括:
步骤S301、在衬底基板上形成小孔成像用图形。
步骤S302、在衬底基板朝向显示侧的一侧形成栅极。
步骤S303、在栅极背向衬底基板的一侧形成栅极绝缘层。
步骤S304、在栅极绝缘层背向衬底基板的一侧形成有源层。
步骤S305、在栅极绝缘层上对应成像孔的区域形成第一过孔。
图15a为经过步骤S301~步骤S305后得到的显示基板的中间结构示意图,如图15a所示,栅极绝缘层7上对应成像孔4的区域形成有第一过孔12。
步骤S306、通过一次构图在有源层背向衬底基板的一侧形成源极和漏极,以及在第一过孔中形成侧向遮光图形。
图15b为经过步骤S306后得到的显示基板的中间结构示意图,如图15b所示,首先在步骤S305所得到的基板表面形成一层金属材料薄膜,然后对该层金属材料薄膜进行一次构图工艺,以得到源极10、漏极11和侧向遮光图形13,源极10和漏极11均与有源层6连接,每个侧向遮光图形13至多与一个源极10或一个漏极11电连接。
步骤S307、形成第一平坦化层。
其中,第一平坦化层14上形成有第三过孔。
步骤S308、形成阳极。
参见图8所示,阳极15位于第一平坦化层14背向衬底基板1的一侧,阳极15通过第三过孔与漏极11连接。
在后续生产工艺中,依次形成像素界定层、发光层3、阴极等结构,具体过程此处不进行详细描述。
步骤S309、形成图像识别器件。
需要说明的是,本发明的技术方案对步骤S308的执行顺序不作限定。
需要说明的是,在上述各制备方法中,侧向遮光图形13的制备步骤与源/漏极10、11的制备步骤或与导电连接图形16的制备步骤同步进行的情况,仅为本发明中的一种优选方案,其可有效减少显示基板的制备工艺步骤。当然,在本发明中还可通过单独的工艺来形成侧向遮光图形13。
本发明中优选地,第一过孔12的平行于衬底基板1的截面的截面面积,在沿靠近衬底基板1的方向上逐渐减小。即第一过孔12呈现漏斗形,此时第一过孔12具有聚光的作用。
本发明实施例二提供了一种显示基板的制备方法,其中该显示基板包括衬底基板、薄膜晶体管、小孔成像用图形和图像识别器件:其中,薄膜晶体管距离衬底基板最远的一侧表面与薄膜晶体管距离衬底基板最近的一侧表面之间形成有若干层层间绝缘层,本发明的技术方案通过在这些层间绝缘层中的至少一者上且对应于成像孔的区域形成第一过孔,然后在第一过孔的侧壁形成遮光图形,可在保证经手指反射的光能顺利射入至图像识别器件的同时,能在一定程度上减少、甚至避免经薄膜晶体管所反射出的光射入至图像识别器件,从而能有效改善图像识别器件中所形成的手指指纹图像的清晰度。
本发明实施例三提供了一种显示面板,该显示面板包括:显示基板,其中该显示基板采用上述实施例一中的显示基板,对于该显示基板的具体描述可参见上述实施例一中的内容,此处不再赘述。
本发明实施例四提供了一种显示装置,该显示装置包括:显示面板,其中该显示面板采用上述实施例三中的显示面板,对于该显示面板的具体描述可参见上述实施例三中的内容,此处不再赘述。
需要说明的是,本发明中的显示装置具体可以为电子纸、OLED面板、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。
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 (18)
1.一种显示基板,其特征在于,包括:衬底基板、薄膜晶体管、小孔成像用图形和图像识别器件;
所述薄膜晶体管的位于所述衬底基板朝向所述显示基板的显示侧的一侧,所述小孔成像用图形位于所述图像识别器件朝向所述显示侧的一侧;
所述小孔成像用图形上设置有可透光的成像孔,所述图像识别器件与所述成像孔一一对应,所述图像识别器件的入光面在所述小孔成像用图形所在平面的正投影覆盖对应的所述成像孔;
所述薄膜晶体管距离所述衬底基板最远的一侧表面与所述薄膜晶体管距离所述衬底基板最近的一侧表面之间,设置有若干层层间绝缘层,至少一层所述层间绝缘层上形成有第一过孔,所述第一过孔在所述小孔成像用图形所在平面上的正投影位于成像孔内;
所述第一过孔的侧壁上设置有侧向遮光图形。
2.根据权利要求1所述的显示基板,其特征在于,所述薄膜晶体管包括:栅极、有源层、源极和漏极;
所述有源层位于所述衬底基板朝向所述显示侧的一侧,所述有源层背向所述衬底基板的一侧设置有栅极绝缘层,所述栅极位于所述栅极绝缘层背向所述衬底基板的一侧,所述栅极背向所述衬底基板的一侧设置有层间介质层,所述层间介质层和所述栅极绝缘层上设置有贯穿至所述有源层的第二过孔,所述源极和所述漏极位于所述层间介质层背向所述衬底基板的一侧,所述源极和所述漏极分别通过对应的第二过孔与所述有源层连接;
所述层间绝缘层包括:所述栅极绝缘层和所述层间介质层;
或者,所述栅极位于所述衬底基板朝向所述显示侧的一侧,所述栅极背向所述衬底基板的一侧设置有栅极绝缘层,所述有源层位于所述栅极绝缘层背向所述衬底基板的一侧,所述源极和所述漏极位于所述有源层背向所述的衬底基板的一侧且与所述有源层连接;
所述层间绝缘层包括:所述栅极绝缘层。
3.根据权利了要求2所述的显示基板,其特征在于,各所述层间绝缘层上对应的所述成像孔的区域均设置有所述第一过孔。
4.根据权利要求3所述的显示基板,其特征在于,所述侧向遮光图形与所述源极同层设置。
5.根据权利要求4所述的显示基板,其特征在于,每个所述侧向遮光图形至多与一个所述源极或一个所述漏极电连接。
6.根据权利要求2或3所述的显示基板,其特征在于,所述源极和所述漏极背向所述衬底基板的一侧还设置有第一平坦化层,所述第一平坦化层上形成第三过孔;
所述第一平坦化层背向所述衬底基板的一侧设置有阳极,所述阳极通过所述第三过孔与所述漏极连接;
所述小孔成像用图形位于所述薄膜晶体管和所述衬底基板之间。
7.根据权利要求2或3所述的显示基板,其特征在于,所述源极和所述漏极背向所述衬底基板的一侧还设置有第一平坦化层,所述第一平坦化层上设置有第四过孔;
所述第一平坦化层背向所述衬底基板的一侧设置有导电连接图形,所述导电连接图形通过所述第四过孔与所述漏极连接;
所述导电连接图形背向所述衬底基板的一侧设置有第二平坦化层,所述第二平坦化层上设置有第五过孔;
所述第二平坦化层上背向所述衬底基板的一侧设置有阳极,所述阳极通过所述第五过孔与所述导电连接图形连接;
所述小孔成像用图形位于所述有源层和所述衬底基板之间;或者,所述小孔成像用图形与所述导电连接图形同层设置。
8.根据权利要求7所述的显示基板,其特征在于,所述第一平坦化层上对应所述成像孔的区域设置有所述第一过孔,所述侧向遮光图形与所述导电连接图形同层设置。
9.根据权利要求8所述的显示基板,其特征在于,每个所述侧向遮光图形至多与一个所述导电连接图形电连接。
10.根据权利要求1所述的显示基板,其特征在于,所述第一过孔的平行于所述衬底基板的截面的截面面积,在沿靠近所述衬底基板的方向上逐渐减小。
11.一种显示基板的制备方法,其特征在于,所述显示基板包括:衬底基板、薄膜晶体管、小孔成像用图形和图像识别器件,所述显示基板的制备步骤包括:
形成所述小孔成像用图形的步骤,所述小孔成像用图形位于所述图像识别器件朝向所述显示基板的显示侧的一侧,所述小孔成像用图形上设置有可透光的成像孔;
形成所述图像识别器件的步骤,所述图像识别器件与所述成像孔一一对应,所述图像识别器件的入光面在所述小孔成像用图形所在平面的正投影覆盖对应的所述成像孔;
形成所述薄膜晶体管的步骤,所述薄膜晶体管位于所述衬底基板朝向所述显示基板的显示侧的一侧,所述薄膜晶体管距离所述衬底基板最远的一侧表面与所述薄膜晶体管距离所述衬底基板最近的一侧表面之间设置有若干层层间绝缘层;
在至少一层所述层间绝缘层上设置有第一过孔的步骤,所述第一过孔在所述小孔成像用图形所在平面上的正投影位于所述成像孔内,所述第一过孔的侧壁上设置有侧向遮光图形。
12.根据权利要求11所述的显示基板的制备方法,其特征在于,所述薄膜晶体管包括:栅极、有源层、源极和漏极;其中,所述形成所述薄膜晶体管的步骤包括:
在所述衬底基板朝向所述显示侧的一侧形成有源层;
在所述有源层背向所述衬底基板的一侧形成栅极绝缘层;
在所述栅极绝缘层背向所述衬底基板的一侧形成栅极;
在所述栅极背向所述衬底基板的一侧形成层间介质层,所述层间介质层和所述栅极绝缘层上设置有贯穿至所述有源层的第二过孔;
在所述层间介质层背向所述衬底基板的一侧形成源极和漏极,所述源极和所述漏极分别通过对应的第二过孔与所述有源层连接;
所述在至少一层所述层间绝缘层上对应所述成像孔的区域形成可透光的第一过孔的步骤包括:
在所述栅极绝缘层和/或所述层间介质层上对应所述成像孔的区域形成所述第一过孔;
在所述第一过孔的侧壁上形成所述侧向遮光图形;
或者,所述形成所述薄膜晶体管的步骤包括:
在所述衬底基板朝向所述显示侧的一侧形成栅极;
在所述栅极背向所述衬底基板的一侧形成栅极绝缘层;
在所述栅极绝缘层背向所述衬底基板的一侧形成有源层;
在所述有源层背向所述衬底基板的一侧形成源极和漏极;
所述在至少一层所述层间绝缘层上对应所述成像孔的区域形成可透光的第一过孔的步骤包括:
在所述栅极绝缘层上对应所述成像孔的区域形成所述第一过孔;
在所述第一过孔的侧壁上形成所述侧向遮光图形。
13.根据权利要求12所述的显示基板的制备方法,其特征在于,所述侧向遮光图形、所述源极、所述漏极通过同一次构图工艺形成,每个所述侧向遮光图形至多与一个所述源极或一个所述漏极电连接。
14.根据权利要求11或12所述的显示基板的制备方法,其特征在于,还包括:
形成第一平坦化层的步骤,所述第一平坦化层位于所述源极和所述漏极背向所述衬底基板的一侧,所述第一平坦化层上设置有第三过孔;
形成阳极的步骤,所述阳极位于所述第一平坦化层背向所述衬底基板的一侧,所述阳极通过所述第三过孔与所述漏极连接;
所述形成所述小孔成像用图形的步骤位于所述形成所述薄膜晶体管的步骤之前执行。
15.根据权利要求11或12所述的显示基板的制备方法,其特征在于,还包括:
形成第一平坦化层的步骤,第一平坦化层位于所述源极背向所述衬底基板的一侧,所述第一平坦化层上设置有第四过孔;
形成导电连接图形的步骤,所述导电连接图形位于所述第一平坦化层上背向所述衬底基板的一侧,所述导电连接图形通过所述第四过孔与所述漏极连接;
形成第二平坦化层的步骤,所述第二平坦化层位于所述导电连接图形背向所述衬底基板的一侧,所述第二平坦化层上设置有第五过孔;
形成阳极的步骤,所述阳极位于所述第二平坦化层背向所述衬底基板的一侧,所述阳极通过所述第五过孔与所述导电连接图形连接;
所述形成所述小孔成像用图形的步骤位于所述形成所述薄膜晶体管的步骤之前执行;或者,所述形成所述小孔成像用图形的步骤与所述形成导电连接图形的步骤对应于同一次构图工艺。
16.根据权利要求15所述的显示基板的制备方法,其特征在于,所述第一平坦化层上对应所述成像孔的区域形成有所述第一过孔;
所述侧向遮光图形与所述导电连接图形通过同一次构图工艺形成,每个所述侧向遮光图形至多与一个所述导电连接图形电连接。
17.一种显示面板,其特征在于,包括:如上述权利要求1-10中任一所述的显示基板。
18.一种显示装置,其特征在于,包括:如上述权利要求17所述的显示面板。
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