CN111192908A - 一种显示面板及其制备方法 - Google Patents

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本发明提供一种显示面板及其制备方法。所述显示面板包括：衬底层、位于所述衬底层之上的缓冲层、以及位于所述缓冲层之上的有源层。其中，所述有源层由原子晶体单质和原子晶体化合物混合而成，所述原子晶体单质为多晶硅。本发明通过将非晶硅层在进行激光退火晶化形成多晶硅层之前进行原子掺杂，可以使晶化时晶粒更细，降低因晶粒挤压形成凸起的高度，晶化后形成原子晶体单质和原子晶体化合物的混合层，其粗糙度低，后续制程不易发生破膜、蚀刻不干净、尖端放电等问题。

Description

一种显示面板及其制备方法
技术领域
本发明涉及显示技术领域，尤其涉及一种显示面板及其制备方法。
背景技术
与传统A-Si(非晶硅)技术相比，LTPS(Low Temperature Poly-silicon，低温多晶硅)技术具有更高的载流子迁移率，被广泛用于中小型尺寸、高分辨率的TFT LCD(ThinFilm Transistor liquid crystal display，薄膜晶体管液晶显示器)和AMOLED(Active-matrix organic light emitting diode，有源矩阵有机发光二极体)面板的制作。
AMOLED LTPS的结构和电性极其精密，对每层膜的质量要求很高。现有的制程中用化学气相沉积法先在缓冲层上沉积一层平坦的A-Si层，然后进行激光退火晶化。在激光退火对A-Si晶化过程中，A-Si融化，再结晶，由于是纯硅，形核点较少，造成核周围原子沿着同一形核点长大，相邻的两个晶粒在长大过程中相互挤压形成突起，晶粒越大或晶界相交在一起的个数越多突起越高，表面粗糙度越大，现有制程中未对形成的突起进行平坦化，从而造成后续制程中的破膜，蚀刻不干净，尖端放电等问题，造成产品良率下降。且晶粒越大，材料易沿着晶界断裂，材料的各项性能下降。弯折区域的有源层易发生断裂。故，有必要改善这一缺陷。
发明内容
本发明实施例提供一种显示面板，用于解决现有技术的显示面板，其有源层表面粗糙度大，导致后续制程中的破膜，蚀刻不干净，尖端放电等现象，造成产品良率下降的技术问题。
本发明实施例提供一种显示面板，包括：衬底层、位于所述衬底层之上的缓冲层、以及位于所述缓冲层之上的有源层。其中，所述有源层由原子晶体单质和原子晶体化合物混合而成，所述原子晶体单质为多晶硅。
进一步的，所述原子晶体化合物为碳化硅。
进一步的，所述有源层内的碳原子的掺杂浓度范围为1013个每平方厘米至1015个每平方厘米。
进一步的，所述有源层的厚度范围为11纳米至45纳米。
进一步的，所述显示面板为可弯折的柔性显示面板。
本发明实施例提供一种显示面板的制备方法，包括步骤：制备衬底层；在所述衬底层上制备缓冲层；在所述缓冲层上制备有源层，其中，所述有源层由原子晶体单质和原子晶体化合物混合而成，所述原子晶体单质为多晶硅。
进一步的，在所述缓冲层上制备有源层的步骤具体包括：在所述缓冲层上沉积非晶硅层；在所述非晶硅层上掺杂碳原子；将所述显示面板进行激光退火晶化，形成多晶硅和碳化硅混合的有源层。
进一步的，在所述非晶硅层上掺杂碳原子的步骤具体包括：使用离子植入机电离烷烃化合物气体，得到碳离子；将所述碳离子植入所述非晶硅层。
进一步的，在所述缓冲层上制备有源层的步骤具体包括：在所述缓冲层上沉积非晶硅层的同时掺杂碳原子；将所述显示面板进行激光退火晶化，形成多晶硅和碳化硅混合的有源层。
进一步的，在所述缓冲层上沉积非晶硅层的同时掺杂碳原子的步骤具体包括：使用化学气相沉积法在所述缓冲层上制备非晶硅层的同时，通入烷烃化合物气体反应生成碳化硅。
有益效果:本发明实施例提供的一种显示面板，通过将非晶硅层在进行激光退火晶化形成多晶硅层之前进行原子掺杂，可以使晶化时晶粒更细，降低因晶粒挤压形成凸起的高度，晶化后形成原子晶体单质和原子晶体化合物的混合层，其粗糙度低，后续制程不易发生破膜、蚀刻不干净、尖端放电等问题。
附图说明
为了更清楚地说明本发明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单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域技术人员来讲，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是本发明实施例提供的显示面板的部分结构示意图。
图2是本发明实施例提供的显示面板的有源层的碳原子的掺杂浓度与有源层粗糙度的折线关系图。
图3是本发明实施例提供的显示面板的制备方法流程图。
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，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域技术人员在没有作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。
如图1所示，本发明实施例提供的显示面板的部分结构示意图，从图中可以很直观地看到本发明的各组成部分，以及各组成部分之间的相对位置关系，所述显示面板包括：衬底层102、位于所述衬底层102之上的缓冲层104、以及位于所述缓冲层104之上的有源层105。其中，所述有源层105由原子晶体单质106和原子晶体化合物107混合而成，所述原子晶体单质106为多晶硅。
需要说明的是，所述多晶硅薄膜是由非晶硅进行激光退火晶化而形成，所述原子晶体化合物107是在非晶硅晶化之前对非晶硅进行原子掺杂而形成。
所述多晶硅薄膜的生长过程有三个不同阶段：第一步，形成成束的稳定小晶核；第二步，成束的小晶核聚集成岛束，岛束沿随机方向生长；第三步，岛束汇集并延伸铺展形成连续的膜。
需要说明的是，第一步中，随着液体温度的下降，一方面液体密度的提高使得密排原子团簇数量更多、体积更大，另一方面原子运动速度的下降也使得液体中的原子团簇相对更稳定，当液体温度下降至实际结晶温度后，经过一段孕育期，在液体内部开始出现许多有序排列的小原子团簇，称之为晶胚。当晶胚达到某一临界尺寸后，就成为可以稳定存在并自发长大的晶核，这一过程称为形核。
需要说明的是，临界尺寸是指结晶物质在生长过程中，由于受到外界空间的限制，未能发育成具有规则形态的晶体，而只是结晶成颗粒状，称晶粒，晶粒的内部晶胞方向与位置基本一致而外形通常不规则。
本发明实施例提供的所述原子晶体化合物107是在非晶硅晶化之前对非晶硅进行原子掺杂而形成，实质上称为一种变质处理。
本发明实施例通过将非晶硅层在进行激光退火晶化形成多晶硅层之前进行原子掺杂，可以使晶化时晶粒更细，降低因晶粒挤压形成凸起的高度，晶化后形成原子晶体单质和原子晶体化合物的混合层，其粗糙度低，表面均匀，后续制程不易发生破膜、蚀刻不干净、尖端放电等问题。
在一种实施例中，所述原子晶体化合物为碳化硅。具体的，在非晶硅中植入碳原子，在激光退火晶化时，激光融化非晶硅，碳原子可迅速与周围的硅原子结合形成熔点更高的碳化硅，由于碳化硅晶体结构及晶格常数与多晶硅相似，所以每个碳化硅都可作为晶化时的形核点，从而使晶粒数量增多，晶粒更细，从而降低凸起的高度。另外碳化硅也是一种和硅类似的半导体材料，且是少量掺杂，所以对TFT的电性影响很小。
需要说明的是，晶格常数(或称之为点阵常数)指的就是晶胞的边长，也就是每一个平行六面体单元的边长，它是晶体结构的一个重要基本参数。
在一种实施例中，所述显示面板为可弯折的柔性显示面板。本发明实施例通过将非晶硅层在进行激光退火晶化形成多晶硅层之前进行原子掺杂，可以提高有源层的强度和韧性，增加有源层的稳定性，降低折叠区域断裂风险，电性更稳定。
在一种实施例中，所述衬底层102包括第一衬底和第二衬底，所述第一衬底形成于玻璃基板101上，所述第二衬底形成于所述第一衬底上。若显示面板为柔性显示面板，则后续制程需要对玻璃基板101进行剥离。本发明实施例通过设置两层衬底，能更好的阻隔水氧的入侵，且弯折性能优异。
在一种实施例中，所述显示面板还包括阻隔层103，所述阻隔层103设置于所述衬底层102和所述缓冲层104之间，所述阻隔层103可以保护在后续工艺中形成的TFT被例如从衬底泄漏的碱离子的杂质污染。
在一种实施例中，缓冲层可以改善柔性显示面板的柔性透明导电薄膜的性能，通过在柔性衬底上沉积缓冲层，使柔性衬底对水氧阻隔性提高，改善衬底和导电薄膜之间的匹配性，从而有利于导电薄膜的生长，降低导电薄膜的电阻。通常沉积的无机缓冲层有SiO2、SiNx等。
如图2所示，本发明实施例提供的显示面板的有源层的碳原子的掺杂浓度与有源层粗糙度的折线关系图，当掺杂浓度为0时，有源层的粗糙度为45纳米。当掺杂浓度为1013个每平方厘米(即A点)，所对应的有源层的粗糙度最大值为11.8纳米。当掺杂浓度为1015个每平方厘米(即B点)，所对应的有源层的粗糙度最小值为10纳米。理论上，掺杂的越多粗糙度越好，但是越多对电性影响越大。
在一种实施例中，所述有源层内的碳原子的掺杂浓度范围为1013个每平方厘米至1015个每平方厘米。理论上，最理想注入量为1013个碳原子每平方厘米对电性影响较小，注入厚度为45nm，但不限于此，根据电性需求，注入剂量有所不同。
在一种实施例中，所述有源层的厚度范围为11纳米至45纳米。
需要说明的是，有源层表面的凸起可以用原子力显微镜观察得到。原子力显微镜(Atomic Force Microscope，AFM)是一种可用来研究包括绝缘体在内的固体材料表面结构的分析仪器。
如图3所示，本发明实施例提供的显示面板的制备方法流程图，所述显示面板的制备方法包括步骤：
S301、制备衬底层；
S302、在所述衬底层上制备缓冲层；
S303、在所述缓冲层上制备有源层，其中，所述有源层由原子晶体单质和原子晶体化合物混合而成，所述原子晶体单质为多晶硅。
在一种实施例中，在所述缓冲层上制备有源层的步骤具体包括：在所述缓冲层上沉积非晶硅层；在所述非晶硅层上掺杂碳原子；将所述显示面板进行激光退火晶化，形成多晶硅和碳化硅混合的有源层。
其中，在所述非晶硅层上掺杂碳原子的步骤具体包括：使用离子植入机电离烷烃化合物气体，得到碳离子；将所述碳离子植入所述非晶硅层。
需要说明的是，获得非晶态的硅，需要有极高的冷却速率，淀积非晶态硅膜的技术包括真空蒸发、辉光放电、溅射以及化学气相沉积等方法。所用的主要原料是高纯度的单硅烷(SiH4)、二硅烷(Si2H6)、四氟化硅(SiF4)等。
需要说明的是，本发明实施例采用化学气相沉积形成非晶硅层，化学气相沉积法制备薄膜的过程包括步骤：(1)反应气体向基片表面扩散；(2)反应气体吸附于基片表面；(3)在基片表面发生化学反应；(4)在基片表面产生的气相副产物脱离表面，向空间扩散或被抽气系统抽走；(5)基片表面留下不挥发的固相反应产物(薄膜)。
需要说明的是，本实施例在缓冲层上形成非晶硅膜后，需要对该非晶硅膜进行激光退火晶化，首先从基片的一端用具有线状光束形状的连续激光在上述光束的长度方向的垂直方向上进行扫描，利用该线状激光加热非晶硅膜，非晶硅膜熔融，然后进行退火，熔融的硅急速冷却、凝固，由此结晶化，形成低温多晶硅膜。
需要说明的是，退火主要是消除薄膜内应力，增强薄膜的稳定性，晶化则是指物质结晶的过程，控制晶化的条件可以改变结晶物的晶片大小和纯度。
需要说明的是，使用离子植入机电离烷烃化合物气体，得到碳离子的原理是：烷烃化合物气体指的是由碳原子和氢原子组合而成的气体化合物，碳原子和氢原子的相对原子质量不同，通过离子植入机可以筛选出碳离子，将碳离子植入到非晶硅层，从而生成碳化硅。烷烃化合物气体可以是甲烷、乙烷等。根据通入烷烃化合物气体的量来控制掺杂的浓度。
在一种实施例中，在所述缓冲层上制备有源层的步骤具体包括：在所述缓冲层上沉积非晶硅层的同时掺杂碳原子；将所述显示面板进行激光退火晶化，形成多晶硅和碳化硅混合的有源层。
其中，在所述缓冲层上沉积非晶硅层的同时掺杂碳原子的步骤具体包括：使用化学气相沉积法在所述缓冲层上制备非晶硅层的同时，通入烷烃化合物气体反应生成碳化硅。
需要说明的是，生成非晶硅的原料气体和掺杂碳原子的气体同时通入缓冲层表面进行化学气相沉积，生成非晶硅和碳化硅的混合物，后续再进行激光退火晶化，形成多晶硅和碳化硅混合的有源层。
需要说明的是，生成非晶硅的原料气体包括硅烷气体，例如单硅烷(SiH4)、二硅烷(Si2H6)等；掺杂碳原子的气体包括烷烃化合物气体，例如甲烷、乙烷等。可以根据通入烷烃化合物气体的量来控制掺杂碳原子的浓度。
本发明实施例还提供一种显示装置，包括上述的显示面板。所述显示装置可以为：手机、平板电脑、电视机、显示器、笔记本电脑、数码相机、导航仪等任何具有显示功能的产品或部件。
综上所述，本发明实施例提供的一种显示面板，通过将非晶硅层在进行激光退火晶化形成多晶硅层之前进行原子掺杂，可以使晶化时晶粒更细，降低因晶粒挤压形成凸起的高度，晶化后形成原子晶体单质和原子晶体化合物的混合层，其粗糙度低，后续制程不易发生破膜、蚀刻不干净、尖端放电等问题，解决了现有技术的显示面板，其有源层表面粗糙度大，导致后续制程中的破膜，蚀刻不干净，尖端放电等现象，造成产品良率下降的技术问题。
以上对本发明实施例所提供的一种显示面板及其制备方法进行了详细介绍。应理解，本文所述的示例性实施方式应仅被认为是描述性的，用于帮助理解本发明的方法及其核心思想，而并不用于限制本发明。

Claims (10)

1.一种显示面板，其特征在于，包括：
衬底层；
缓冲层，所述缓冲层位于所述衬底层之上；
有源层，所述有源层位于所述缓冲层之上；
其中，所述有源层由原子晶体单质和原子晶体化合物混合而成，所述原子晶体单质为多晶硅。
2.如权利要求1所述的显示面板，其特征在于，所述原子晶体化合物为碳化硅。
3.如权利要求2所述的显示面板，其特征在于，所述有源层内的碳原子的掺杂浓度范围为1013个每平方厘米至1015个每平方厘米。
4.如权利要求3所述的显示面板，其特征在于，所述有源层的厚度范围为11纳米至45纳米。
5.如权利要求1所述的显示面板，其特征在于，所述显示面板为可弯折的柔性显示面板。
6.一种显示面板的制备方法，其特征在于，包括步骤：
制备衬底层；
在所述衬底层上制备缓冲层；
在所述缓冲层上制备有源层，其中，所述有源层由原子晶体单质和原子晶体化合物混合而成，所述原子晶体单质为多晶硅。
7.如权利要求6所述的显示面板的制备方法，其特征在于，在所述缓冲层上制备有源层的步骤具体包括：
在所述缓冲层上沉积非晶硅层；
在所述非晶硅层上掺杂碳原子；
将所述显示面板进行激光退火晶化，形成多晶硅和碳化硅混合的有源层。
8.如权利要求7所述的显示面板的制备方法，其特征在于，在所述非晶硅层上掺杂碳原子的步骤具体包括：
使用离子植入机电离烷烃化合物气体，得到碳离子；
将所述碳离子植入所述非晶硅层。
9.如权利要求6所述的显示面板的制备方法，其特征在于，在所述缓冲层上制备有源层的步骤具体包括：
在所述缓冲层上沉积非晶硅层的同时掺杂碳原子；
将所述显示面板进行激光退火晶化，形成多晶硅和碳化硅混合的有源层。
10.如权利要求9所述的显示面板的制备方法，其特征在于，在所述缓冲层上沉积非晶硅层的同时掺杂碳原子的步骤具体包括：
使用化学气相沉积法在所述缓冲层上制备非晶硅层的同时，通入烷烃化合物气体反应生成碳化硅。
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