CN112968061A - 薄膜晶体管、显示基板及其制备方法和显示装置 - Google Patents

薄膜晶体管、显示基板及其制备方法和显示装置 Download PDF

Info

Publication number
CN112968061A
CN112968061A CN202110151146.6A CN202110151146A CN112968061A CN 112968061 A CN112968061 A CN 112968061A CN 202110151146 A CN202110151146 A CN 202110151146A CN 112968061 A CN112968061 A CN 112968061A
Authority
CN
China
Prior art keywords
electrode
layer
thin film
substrate
film transistor
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN202110151146.6A
Other languages
English (en)
Inventor
周天民
刘凤娟
童彬彬
黄杰
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
BOE Technology Group Co Ltd
Original Assignee
BOE Technology Group Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by BOE Technology Group Co Ltd filed Critical BOE Technology Group Co Ltd
Priority to CN202110151146.6A priority Critical patent/CN112968061A/zh
Publication of CN112968061A publication Critical patent/CN112968061A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L29/00Semiconductor devices specially adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching and having potential barriers; Capacitors or resistors having potential barriers, e.g. a PN-junction depletion layer or carrier concentration layer; Details of semiconductor bodies or of electrodes thereof ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/66Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/68Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor controllable by only the electric current supplied, or only the electric potential applied, to an electrode which does not carry the current to be rectified, amplified or switched
    • H01L29/76Unipolar devices, e.g. field effect transistors
    • H01L29/772Field effect transistors
    • H01L29/78Field effect transistors with field effect produced by an insulated gate
    • H01L29/786Thin film transistors, i.e. transistors with a channel being at least partly a thin film
    • H01L29/78642Vertical transistors
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L27/00Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
    • H01L27/02Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components specially adapted for rectifying, oscillating, amplifying or switching and having potential barriers; including integrated passive circuit elements having potential barriers
    • H01L27/12Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components specially adapted for rectifying, oscillating, amplifying or switching and having potential barriers; including integrated passive circuit elements having potential barriers the substrate being other than a semiconductor body, e.g. an insulating body
    • H01L27/1214Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components specially adapted for rectifying, oscillating, amplifying or switching and having potential barriers; including integrated passive circuit elements having potential barriers the substrate being other than a semiconductor body, e.g. an insulating body comprising a plurality of TFTs formed on a non-semiconducting substrate, e.g. driving circuits for AMLCDs
    • H01L27/1218Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components specially adapted for rectifying, oscillating, amplifying or switching and having potential barriers; including integrated passive circuit elements having potential barriers the substrate being other than a semiconductor body, e.g. an insulating body comprising a plurality of TFTs formed on a non-semiconducting substrate, e.g. driving circuits for AMLCDs with a particular composition or structure of the substrate
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L27/00Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
    • H01L27/02Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components specially adapted for rectifying, oscillating, amplifying or switching and having potential barriers; including integrated passive circuit elements having potential barriers
    • H01L27/12Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components specially adapted for rectifying, oscillating, amplifying or switching and having potential barriers; including integrated passive circuit elements having potential barriers the substrate being other than a semiconductor body, e.g. an insulating body
    • H01L27/1214Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components specially adapted for rectifying, oscillating, amplifying or switching and having potential barriers; including integrated passive circuit elements having potential barriers the substrate being other than a semiconductor body, e.g. an insulating body comprising a plurality of TFTs formed on a non-semiconducting substrate, e.g. driving circuits for AMLCDs
    • H01L27/1259Multistep manufacturing methods
    • H01L27/1288Multistep manufacturing methods employing particular masking sequences or specially adapted masks, e.g. half-tone mask
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L27/00Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
    • H01L27/15Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components having potential barriers, specially adapted for light emission
    • H01L27/153Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components having potential barriers, specially adapted for light emission in a repetitive configuration, e.g. LED bars
    • H01L27/156Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components having potential barriers, specially adapted for light emission in a repetitive configuration, e.g. LED bars two-dimensional arrays
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L29/00Semiconductor devices specially adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching and having potential barriers; Capacitors or resistors having potential barriers, e.g. a PN-junction depletion layer or carrier concentration layer; Details of semiconductor bodies or of electrodes thereof ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/66Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/68Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor controllable by only the electric current supplied, or only the electric potential applied, to an electrode which does not carry the current to be rectified, amplified or switched
    • H01L29/76Unipolar devices, e.g. field effect transistors
    • H01L29/772Field effect transistors
    • H01L29/78Field effect transistors with field effect produced by an insulated gate
    • H01L29/786Thin film transistors, i.e. transistors with a channel being at least partly a thin film
    • H01L29/78606Thin film transistors, i.e. transistors with a channel being at least partly a thin film with supplementary region or layer in the thin film or in the insulated bulk substrate supporting it for controlling or increasing the safety of the device
    • H01L29/78633Thin film transistors, i.e. transistors with a channel being at least partly a thin film with supplementary region or layer in the thin film or in the insulated bulk substrate supporting it for controlling or increasing the safety of the device with a light shield
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L29/00Semiconductor devices specially adapted for rectifying, amplifying, oscillating or switching and having potential barriers; Capacitors or resistors having potential barriers, e.g. a PN-junction depletion layer or carrier concentration layer; Details of semiconductor bodies or of electrodes thereof ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/66Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor
    • H01L29/68Types of semiconductor device ; Multistep manufacturing processes therefor controllable by only the electric current supplied, or only the electric potential applied, to an electrode which does not carry the current to be rectified, amplified or switched
    • H01L29/76Unipolar devices, e.g. field effect transistors
    • H01L29/772Field effect transistors
    • H01L29/78Field effect transistors with field effect produced by an insulated gate
    • H01L29/786Thin film transistors, i.e. transistors with a channel being at least partly a thin film
    • H01L29/78696Thin film transistors, i.e. transistors with a channel being at least partly a thin film characterised by the structure of the channel, e.g. multichannel, transverse or longitudinal shape, length or width, doping structure, or the overlap or alignment between the channel and the gate, the source or the drain, or the contacting structure of the channel

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Ceramic Engineering (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Devices For Indicating Variable Information By Combining Individual Elements (AREA)

Abstract

本发明提供了薄膜晶体管、显示基板及其制备方法和显示装置,该薄膜晶体管包括基材和设在基材的第一表面上的栅极、有源层、栅绝缘层、第一电极和第二电极,第一电极和第二电极中的一个为源极,第一电极和第二电极中的另一个为漏极,其中,栅极和有源层相对于第一表面倾斜设置。该薄膜晶体管尺寸较小,适用于复杂的微观电路的制备,采用该薄膜晶体管的电路结构占用面积和体积小,可以实现更高的集成度,应用于显示装置时可以实现更高的分辨率。

Description

薄膜晶体管、显示基板及其制备方法和显示装置
技术领域
本发明涉及显示技术领域,具体的,涉及薄膜晶体管、显示基板及其制备方法和显示装置。
背景技术
Micro LED显示技术具有高对比度、低功耗、色域广、高寿命、可拼接等优势,是目前显示行业的研究热点,相同尺寸下,Micro LED耗电量仅为LCD的10%,OLED的50%。另外,与同样属于自发光显示器的OLED相较,在同样的功率下,亮度比OLED荧幕高出三倍,显示色域高达120%以上,并具有较佳的材料稳定性与无影像残留。与OLED显示不同,Micro LED是将LED结构进行薄膜化、微小化、阵列化,其尺寸仅在1~10μm等级左右。未来随着芯片技术开发的日益成熟,LED芯片的尺寸将变的越来越小,而日益复杂的微观电路将成为制约Micro LED产品分辨率提升的瓶颈。
发明内容
本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此,本发明的目的在于提出一种有利于薄膜晶体管尺寸的减小和减少mask(掩膜版)的薄膜晶体管、显示基板及显示装置。
在本发明的一个方面,本发明提供了一种薄膜晶体管。根据本发明的实施例,该薄膜晶体管包括基材和设在所述基材的第一表面上的栅极、有源层、栅绝缘层、第一电极和第二电极,所述第一电极和所述第二电极中的一个为源极,所述第一电极和所述第二电极中的另一个为漏极,其中,所述栅极和所述有源层相对于所述第一表面倾斜设置。该薄膜晶体管尺寸较小,适用于复杂的微观电路的制备,采用该薄膜晶体管的电路结构占用面积和体积小,可以实现更高的集成度,应用于显示装置时可以实现更高的分辨率。
根据本发明的实施例,该薄膜晶体管包括:第一平坦层,所述第一平坦层设在所述第一表面上,具有相对于所述第一表面倾斜设置的倾斜侧面和与所述第一表面平行的顶面,所述栅极和所述有源层设在所述倾斜侧面上。
根据本发明的实施例,所述第一平坦层满足以下条件的至少之一:所述第一平坦层的材料为有机材料,所述有机材料包括聚酰亚胺;所述第一平坦层的厚度为2~10微米;所述倾斜侧面与所述第一表面之间的夹角为30~60°。
根据本发明的实施例,该薄膜晶体管中,所述第一电极设在所述第一表面上;所述第一平坦层设在所述第一表面以及所述第一电极远离所述基材的表面上;所述有源层设在所述倾斜侧面、所述顶面和所述第一电极远离所述基材的表面上;所述栅绝缘层设在所述顶面、所述有源层远离所述第一平坦层的表面、所述第一电极远离所述基材的表面和所述第一表面上;所述栅极设置在所述栅绝缘层远离所述有源层、且相对于所述第一表面倾斜设置的部分表面上;所述第二电极设在所述栅绝缘层远离所述顶面的表面上,且通过第一过孔与所述有源层电连接。
在本发明的另一方面,本发明提供了一种显示基板。根据本发明的实施例,该显示基板包括多个前面所述的薄膜晶体管。该显示基板中薄膜晶体管的占用面积小,电路集成度高,采用该显示基板的显示装置可以实现较高的分辨率。
根据本发明的实施例,相邻两个所述薄膜晶体管构成一个薄膜晶体管组,每个所述薄膜晶体管组中的两个薄膜晶体管的倾斜表面相对设置。
根据本发明的实施例,该显示基板还包括设在基材的第一表面上的遮光层,每个所述薄膜晶体管组中的两个所述薄膜晶体管共用一个遮光层。
根据本发明的实施例,每个所述薄膜晶体管组中,所述遮光层复用为两个所述薄膜晶体管的所述第一电极。
根据本发明的实施例,定义每个所述薄膜晶体管组中的两个所述薄膜晶体管分别为第一薄膜晶体管和第二薄膜晶体管,所述显示基板还包括:第二平坦层,所述第二平坦层设在栅绝缘层远离基材的表面上,且覆盖第二电极和栅极;第一钝化层,所述第一钝化层设在所述第二平坦层远离基材的表面上;第一辅助电极,所述第一辅助电极设在所述第一钝化层远离基材的表面上,且通过第二过孔与第一薄膜晶体管中的第二电极电连接;第一VSS(电路公共接地端电压)电极,所述第一VSS电极设在所述第二钝化层远离基材的表面上;VDD(器件内部的工作电压)电极,所述VDD电极设在所述第一表面上,且与所述第二薄膜晶体管中的第二电极电连接。
根据本发明的实施例,该显示基板还包括:第三平坦层,所述第三平坦层设在所述第一钝化层远离基材的表面上,且覆盖第一辅助电极和第一VSS电极;第二钝化层,所述第二钝化层设在所述第三平坦层远离基材的表面上;第二辅助电极,所述第二辅助电极设在所述第二钝化层远离所述基材的表面上,且通过第三过孔与所述第一辅助电极电连接;第二VSS电极,所述第二VSS电极设在所述第二钝化层远离基材的表面上。
根据本发明的实施例,所述显示基板用于Micro LED显示装置,且包括:第四平坦层,所述第四平坦层设在所述第二钝化层远离基材的表面上,且覆盖第二辅助电极和第二VSS电极;第三钝化层,所述第三钝化层设在所述第四平坦层远离基材的表面上;第一接触电极,所述第一接触电极设在所述第三钝化层远离基材的表面上,且通过第四过孔与第二辅助电极电连接;第二接触电极,所述第二接触电极设在所述第三钝化层远离基材的表面上,且通过第五过孔与第二VSS电极电连接;第五平坦层,所述第五平坦层设在第三钝化层远离基材的表面上,且具有开口,所述开口暴露所述第一接触电极和所述第二接触电极;LED芯片,所述LED芯片设在所述开口中,且与所述第一接触电极和所述第二接触电极电连接。
在本发明的又一方面,本发明提供了一种制备前面所述的显示基板的方法。根据本发明的实施例,该方法包括:在基材的第一表面上形成第一电极;在所述第一表面和所述第一电极远离所述基材的表面上形成第一平坦层;在所述第一平坦层远离所述基材的一侧依次形成有源层、栅绝缘层、栅极和第二电极。该方法步骤简单,操作容易,且得到的显示基板中的电路结构占用面积小,采用该显示基板的显示装置能够实现较高的分辨率。
根据本发明的实施例,该方法满足以下条件的至少之一:通过一次构图工艺形成所述第二电极和所述栅极;还包括通过一步构图工艺形成遮光层和VDD电极的步骤,其中,所述遮光层复用为所述第一电极;还包括通过一次构图工艺形成第一辅助电极和第一VSS电极的步骤;还包括通过一次构图工艺形成第二辅助电极和第二VSS电极的步骤。
在本发明的再一方面,本发明提供了一种显示装置。根据本发明的实施例,该显示装置包括前面所述的薄膜晶体管或者前面所述的显示基板。该显示装置中,薄膜晶体管占用面积小,电路结构集成度高,能够实现较高的分辨率。
附图说明
图1是本发明一个实施例的薄膜晶体管的剖面结构示意图。
图2是本发明一个实施例的显示基板的部分剖面结构示意图。
图3是本发明另一个实施例的显示基板的部分剖面结构示意图。
图4是本发明另一个实施例的显示基板的部分剖面结构示意图。
图5是本发明另一个实施例的显示基板的部分剖面结构示意图。
图6是本发明另一个实施例的显示基板的部分剖面结构示意图。
图7是本发明一个实施例的显示基板的部分电路模拟示意图。
图8是本发明一个实施例的制备显示基板过程中的部分平面结构示意图。
图9是图8中A-A线的剖面结构示意图。
图10是本发明一个实施例的制备显示基板过程中的部分平面结构示意图。
图11是图10中B-B线的剖面结构示意图。
图12是本发明一个实施例的制备显示基板过程中的部分平面结构示意图。
图13是图12中C-C线的剖面结构示意图。
图14是本发明一个实施例的制备显示基板过程中的部分平面结构示意图。
图15是图14中D-D线的剖面结构示意图。
图16是本发明一个实施例的制备显示基板过程中的部分平面结构示意图。
图17是图16中E-E线的剖面结构示意图。
具体实施方式
下面详细描述本发明的实施例。下面描述的实施例是示例性的,仅用于解释本发明,而不能理解为对本发明的限制。实施例中未注明具体技术或条件的,按照本领域内的文献所描述的技术或条件或者按照产品说明书进行。
在本发明的一个方面,本发明提供了一种薄膜晶体管。根据本发明的实施例,参照图1,该薄膜晶体管包括:基材1和设在所述基材的第一表面11上的有源层3、栅绝缘层4、栅极5、第一电极6和第二电极7,所述第一电极6和所述第二电极7中的一个为源极,所述第一电极6和所述第二电极7中的另一个为漏极,其中,所述有源层3和所述栅极5相对于所述第一表面11倾斜设置。该薄膜晶体管尺寸较小,适用于复杂的微观电路的制备,采用该薄膜晶体管的电路结构占用面积和体积小,可以实现更高的集成度,应用于显示装置时可以实现更高的分辨率。
根据本发明的实施例,该薄膜晶体管中,基材可以为聚合物基材、玻璃基材等,考虑到成本和功能性要求,应用于刚性显示装置时优先采用玻璃基板,应用于柔性显示装置时优先采用聚合物基材,具体如聚酰亚胺(PI)基材等。
根据本发明的实施例,该薄膜晶体管中,有源层的材料可以为金属氧化物半导体等,具体如氧化铟镓锌(IGZO)、氧化铟锌(IZO)等,也可以是多晶硅,而具体厚度可以为20~70nm(具体如20nm、30nm、40nm、50nm、60nm、70nm等)。栅绝缘层的材料可以为SiO2或SiNx等,具体厚度可以为100~200nm(100nm、110nm、120nm、130nm、140nm、150nm、160nm、170nm、80nm、190nm、200nm等)。栅极、源极和漏极的材料可以为金属或合金,具体如Cu或者Al合金等,由此具有较好的导电性。
根据本发明的实施例,将有源层3和栅极5倾斜设置的具体方式可以通过设置具有倾斜侧面的第一平坦层实现。具体的,参照图1,该薄膜晶体管包括第一平坦层2,第一平坦层2具有相对于第一表面11倾斜设置的倾斜侧面201和与所述第一表面11平行的顶面202,有源层3和栅极5设在上述倾斜侧面201上。由此,可以容易地将有缘层和栅极倾斜设置,制备工艺简单,与现有制备工艺兼容性高。
具体的,第一平坦层的材料可以选择有机材料,具体如聚酰亚胺等;第一平坦层的厚度可以为2~10微米(具体如2微米、3微米、4微米、5微米、6微米、7微米、8微米、9微米、10微米等),而倾斜侧面201与第一表面之间的夹角α为30~60°(具体如30°、35°、40°、45°、50°、55°、60°等)。在上述条件下,可以充分利用立体空间,平坦层厚度增加,夹角α越陡,薄膜晶体管所占用的平面映射面积越小,但是过于陡峭的夹角α,不利于后续无机薄膜的爬坡,而介于上述范围之间,既能够减小占用面积,同时能够保证无机薄膜的爬坡。
根据本发明的一些具体实施例,参照图1,该薄膜晶体管中,所述第一电极6设在所述第一表面11上;所述第一平坦层2设在所述第一表面11以及所述第一电极6远离所述基材的表面上;所述有源层3设在所述倾斜侧面201、所述顶面202和所述第一电极6远离所述基材的表面上;所述栅绝缘层4设在所述顶面202、所述有源层3远离所述第一平坦层2的表面、所述第一电极6远离所述基材的表面和所述第一表面11上;所述栅极5设置在所述栅绝缘层4远离所述有源层3、且相对于所述第一表面11倾斜设置的部分表面上;所述第二电极7设在所述栅绝缘层4远离所述顶面202的表面上,且通过第一过孔与所述有源层3电连接。
在本发明的另一方面,本发明提供了一种显示基板。根据本发明的实施例,该显示基板包括多个前面所述的薄膜晶体管。该显示基板中薄膜晶体管的占用面积小,电路集成度高,采用该显示基板的显示装置可以实现较高的分辨率。
根据本发明的实施例,该显示基板中的多个薄膜晶体管的具体分布方式可以根据实际需要灵活选择。一些具体实施例中,参照图2,相邻两个所述薄膜晶体管构成一个薄膜晶体管组,每个所述薄膜晶体管组中的两个薄膜晶体管的倾斜侧面相对设置。由此,可以进一步减小薄膜晶体管的占用面积,提高分辨率。
根据本发明的实施例,为了避免漏电流等问题,更好地提升显示基板的性能,参照图3,该显示基板还包括设在基材的第一表面上的遮光层8,每个所述薄膜晶体管组中的两个所述薄膜晶体管共用一个遮光层8。由此,显示基板的结构简单,制备过程中掩膜版数量较少,制备方法简单且成本较低。
具体的,遮光层8的材料可以为金属或者合金,具体可以为Cu、Al、Mo等金属或者合金,而厚度可以在200~1000nm(具体如200nm、300nm、400nm、500nm、600nm、700nm、800nm、900nm、1000nm等)之间。
根据本发明的一些具体实施例,参照图3,每个所述薄膜晶体管组中,所述遮光层复用为两个所述薄膜晶体管的所述第一电极,也就是说,此时遮光层8复用为薄膜晶体管组中一个薄膜晶体管的源极,另一个薄膜晶体管的漏极,每个薄膜晶体管组中的两个薄膜晶体管通过遮光层串联。由此,既可以简化显示基板的结构,利于薄膜晶体管尺寸的减小,同时可以减少制备过程中的mask数量。
根据本发明的实施例,该显示基板中的薄膜晶体管作为驱动电路的组件,为了实现相应的驱动功能,需要与相应的信号线、电极等连接,一些具体实施例中,参照图4,定义每个所述薄膜晶体管中组的两个所述薄膜晶体管分别为第一薄膜晶体管100和第二薄膜晶体管200,该显示基板还包括:第二平坦层9,所述第二平坦层9设在栅绝缘层4远离基材1的表面上,且覆盖所述第二电极7和栅极5;第一钝化层10,所述第一钝化层10设在所述第二平坦层9远离基材1的表面上;第一辅助电极11,所述第一辅助电极11设在所述第一钝化层10远离基材1的表面上,且通过第二过孔与第一薄膜晶体管中的第二电极7电连接;第一VSS电极12,所述第一VSS电极12设在所述第二钝化层10远离基材1的表面上;VDD电极13,所述VDD电极13设在所述第一表面11上,且与所述第二薄膜晶体管中的第二电极7电连接。由此,VDD电极和第一VSS电极分别位于薄膜晶体管(TFT)的上下两端,可以有效减少金属短路风险。
具体的,第二平坦层的材料可以为有机材料,具体如聚酰亚胺等,第二平坦层的厚度可以为2~10微米(具体如2微米、3微米、4微米、5微米、6微米、7微米、8微米、9微米、10微米等)。第一钝化层的材料可以为无机材料,具体如SiO2或者SiN等,厚度可以为200~400nm(具体如200nm、250nm、300nm、350nm、400nm等)。第一辅助电极和第一VSS电极的材料可以各自独立的为金属或者合金,具体可以为电阻较低的Cu或者Al等金属及合金,而厚度可以各自独立的为600~2000nm(具体如600nm、800nm、1000nm、1200nm、1400nm、1600nm、1800nm、2000nm等)。VDD电极的材料可以为金属或者合金,具体可以选择Cu、Al、Mo等金属或者合金,厚度可以在200~1000nm(具体如200nm、300nm、400nm、500nm、600nm、700nm、800nm、900nm、1000nm等)之间。
根据本发明的实施例,为了进一步减小电阻,更加精准的控制驱动电流,同时减小金属走线排布难度,参照图5,该显示基板还包括:第三平坦层14,所述第三平坦层14设在所述第一钝化层远离基材的表面上,且覆盖第一辅助电极11和第一VSS电极12;第二钝化层15,所述第二钝化层15设在所述第三平坦层14远离基材的表面上;第二辅助电极16,所述第二辅助电极16设在所述第二钝化层15远离所述基材的表面上,且通过第三过孔与所述第一辅助电极11电连接;第二VSS电极17,所述第二VSS电极17设在所述第二钝化层15远离基材的表面上。由此,可以进一步降低走线电阻,进而有效减小电压降,同时通过多层走线可以减小走线占用面积,进一步减小尺寸。
具体的,第三平坦层的材料可以为有机材料,具体如聚酰亚胺等,第三平坦层的厚度可以为2~10微米(具体如2微米、3微米、4微米、5微米、6微米、7微米、8微米、9微米、10微米等)。第二钝化层的材料可以为无机材料,具体如SiO2或者SiN等,厚度可以为200~400nm(具体如200nm、250nm、300nm、350nm、400nm等)。第二辅助电极和第二VSS电极的材料可以各自独立的为金属或者合金,具体可以为电阻较低的Cu或者Al等金属及合金,而厚度可以各自独立的为600~2000nm(具体如600nm、800nm、1000nm、1200nm、1400nm、1600nm、1800nm、2000nm等)。
根据本发明的一个具体实施例,该显示基板用于Micro LED显示装置,参照图6,该显示基板还包括:第四平坦层18,所述第四平坦层18设在所述第二钝化层16远离基材的表面上,且覆盖第二辅助电极16和第二VSS电极17;第三钝化层19,所述第三钝化层19设在所述第四平坦层18远离基材的表面上;第一接触电极20,所述第一接触电极20设在所述第三钝化层19远离基材的表面上,且通过第四过孔与第二辅助电极16电连接;第二接触电极21,所述第二接触电极21设在所述第三钝化层19远离基材的表面上,且通过第五过孔与第二VSS电极17电连接;第五平坦层22,所述第五平坦层22设在第三钝化层19远离基材的表面上,且具有开口,所述开口暴露所述第一接触电极和所述第二接触电极;LED芯片23,所述LED芯片23设在所述开口中,且与所述第一接触电极和所述第二接触电极电连接。
具体的,第四平坦层和第五平坦层的材料可以各自独立的为有机材料,具体如聚酰亚胺等,厚度可以各自独立的为2~10微米(具体如2微米、3微米、4微米、5微米、6微米、7微米、8微米、9微米、10微米等)。第三钝化层的材料可以为无机材料,具体如SiO2或者SiN等,厚度可以为200~400nm(具体如200nm、250nm、300nm、350nm、400nm等)。第一接触电极和所述第二接触电极的材料可以各自独立的为金属或者合金,具体可以为电阻较低的Cu或者Al等金属及合金,而厚度可以各自独立的为600~2000nm(具体如600nm、800nm、1000nm、1200nm、1400nm、1600nm、1800nm、2000nm等)。
可以理解,为了保护显示基板,参照图6,该显示基板还可以包括:封装层24,所述封装层24设在所述第五平坦层22远离基材的表面上,且将所述LED芯片密封;树脂层25,所述树脂层25设在所述封装层远离所述基材的表面上。
具体的,封装层可以为薄膜封装层,具体包括多个交替层叠设置的有机层和无机层,具体的膜层数量、材料和厚度等可以参照常规技术进行,树脂层的具体材料可以为亚克力等,具体也可以根据性能需求参照常规技术进行,在此不再一一赘述。
一个具体示例中,该显示基板中部分电路模拟示意图参照图7,图7中圈出的部分为上述的一个薄膜晶体管组,包括两个串联的薄膜晶体管。可以理解,上述示出的显示基板的结构和电路模拟示意图只是显示基板的部分结构和对应的电路模拟示意图,除此之外,显示基板还可以包括其他必要的结构和部件,具体可以参照常规技术进行,在此不再一一赘述。
在本发明的又一方面,本发明提供了一种制备前面所述的显示基板的方法。根据本发明的实施例,该方法包括:在基材的第一表面上形成第一电极;在所述第一表面和所述第一电极远离所述基材的表面上形成第一平坦层;在所述第一平坦层远离所述基材的一侧依次形成有源层、栅绝缘层、栅极和第二电极。该方法步骤简单,操作容易,且得到的显示基板中的电路结构占用面积小,采用该显示基板的显示装置能够实现较高的分辨率。
具体的,第一电极可以通过构图工艺形成,即可以先在第一表面上沉积形成整层金属层,然后对整层金属层进行图案化处理,形成第一电极。而第一平坦层也可以通过沉积方法形成,具体可以先沉积整层有机材料层,然后通过曝光、灰化等工艺形成倾斜侧面。而有源层、栅极和第二电极均可以通过与第一电极类似的构图工艺形成,栅绝缘层则可以直接沉积形成,其中使得第二电极与有源层相连的第一过孔可以通过蚀刻工艺(具体如干法蚀刻和湿法蚀刻)形成。
根据本发明的实施例,该显示基板中基材的第一表面上可以设置遮光层和VDD电极,且该遮光层可以复用为相邻的两个薄膜晶体管的第一电极,此时,可以通过一步构图工艺形成所述遮光层和第一电极,由此,不但有利于TFT尺寸的减小,同时可以减少mask数量。
如前所述,该显示基板中还可以包括第二平坦层、第三平坦层、第四平坦层、第五平坦层、第一钝化层、第二钝化层、第三钝化层、第一辅助电极、第二辅助电极、第一VSS电极、第二VSS电极等结构,上述层结构均可通过前文所述的构图工艺形成,用于电连接的过孔均可通过蚀刻工艺形成,具体的步骤和参数均可参照常规工艺进行,在此不再一一赘述。其中,第二电极和栅极可以通过一次构图工艺形成,第一辅助电极和第一VSS电极可以通过一次构图工艺形成,第二辅助电极和第二VSS电极可以通过一次构图工艺形成。由此,可以减少制备过程中的掩膜版数量,降低成本和操作难度,提高良率。
下面以用于Micro LED显示装置的显示基板为例,详细说明本发明的显示基板的制备方法:
1、在基材的第一表面上沉积金属层并且图形化,形成第一电极和VDD电极,平面结构示意图参照图8,剖面结构示意图参照图9;
2、在第一表面和第一电极远离基材的表面上沉积第一平坦层,通过曝光、灰化等工艺形成倾斜侧面,平面结构示意图参照图10,剖面结构示意图参照图11;
3、在所述第一平坦层远离所述基材的一侧依次形成有源层(平面结构示意图参照图12,剖面结构示意图参照图13)、栅绝缘层、栅极和第二电极,其中,栅极和第二电极通过一次构图工艺形成,平面结构示意图参照图14,剖面结构示意图参照图15;
4、继续沉积第二平坦层和第一钝化层,然后蚀刻过孔,再通过一步构图工艺形成第一辅助电极和第一VSS电极,平面结构示意图参照图16,剖面结构示意图参照图17;
5、继续沉积第三平坦层和第二钝化层,蚀刻过孔后再沉积第二辅助电极和第二VSS电极,然后沉积第四平坦层和第三钝化层,蚀刻开孔后继续沉积LED芯片的第一接触电极和第二接触电极,接着沉积第五平坦层并曝光露出第一接触电极和第二接触电极,然后形成LED芯片,最后形成封装层和树脂层,剖面结构示意图参照图6。
需要说明的是,上述平面结构示意图中省略了基材、栅绝缘层、第二平坦层和第一钝化层,仅示出了第一电极、第一平坦层、有源层、栅极、第二电极、第一辅助电极和第一VSS电极。
在本发明的再一方面,本发明提供了一种显示装置。根据本发明的实施例,该显示装置包括前面所述的薄膜晶体管或者前面所述的显示基板。该显示装置中,薄膜晶体管占用面积小,电路结构集成度高,能够实现较高的分辨率。
根据本发明的实施例,该显示装置的种类没有特别限制,可以为显示面板、手机、电视、游戏机、平板电脑、可穿戴设备等等,而本领域技术人员可以理解,除了前面所述的显示基板,该显示装置还可以包括常规项显示装置必要的结构和部件,以手机为例,其还可以包括发光器件,触控屏、电池、外壳、照相模组、指纹识别模组等等,在此不再一一详细描述。
在本发明的描述中,需要理解的是,术语“第一”、“第二”仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此,限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中,“多个”的含义是两个或两个以上,除非另有明确具体的限定。
在本发明中,除非另有明确的规定和限定,第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触,或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且,第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方,或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方,或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
在本说明书的描述中,参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中,对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且,描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外,在不相互矛盾的情况下,本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例,可以理解的是,上述实施例是示例性的,不能理解为对本发明的限制,本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (14)

1.一种薄膜晶体管,包括基材和设在所述基材的第一表面上的栅极、有源层、栅绝缘层、第一电极和第二电极,所述第一电极和所述第二电极中的一个为源极,所述第一电极和所述第二电极中的另一个为漏极,其特征在于,所述栅极和所述有源层相对于所述第一表面倾斜设置。
2.根据权利要求1所述的薄膜晶体管,其特征在于,包括:
第一平坦层,所述第一平坦层设在所述第一表面上,具有相对于所述第一表面倾斜设置的倾斜侧面和与所述第一表面平行的顶面,所述栅极和所述有源层设在所述倾斜侧面上。
3.根据权利要求2所述的薄膜晶体管,其特征在于,所述第一平坦层满足以下条件的至少之一:
所述第一平坦层的材料为有机材料,所述有机材料包括聚酰亚胺;
所述第一平坦层的厚度为2~10微米;
所述倾斜侧面与所述第一表面之间的夹角为30~60°。
4.根据权利要求2所述的薄膜晶体管,其特征在于,
所述第一电极设在所述第一表面上;
所述第一平坦层设在所述第一表面以及所述第一电极远离所述基材的表面上;
所述有源层设在所述倾斜侧面、所述顶面和所述第一电极远离所述基材的表面上;
所述栅绝缘层设在所述顶面、所述有源层远离所述第一平坦层的表面、所述第一电极远离所述基材的表面和所述第一表面上;
所述栅极设置在所述栅绝缘层远离所述有源层、且相对于所述第一表面倾斜设置的部分表面上;
所述第二电极设在所述栅绝缘层远离所述顶面的表面上,且通过第一过孔与所述有源层电连接。
5.一种显示基板,其特征在于,包括多个权利要求1-4中任一项所述的薄膜晶体管。
6.根据权利要求5所述的显示基板,其特征在于,相邻两个所述薄膜晶体管构成一个薄膜晶体管组,每个所述薄膜晶体管组中的两个薄膜晶体管中的倾斜表面相对设置。
7.根据权利要求6所述的显示基板,其特征在于,还包括设在基材的第一表面上的遮光层,每个所述薄膜晶体管组中的两个所述薄膜晶体管共用一个遮光层。
8.根据权利要求7所述的显示基板,其特征在于,每个所述薄膜晶体管组中,所述遮光层复用为两个所述薄膜晶体管的所述第一电极。
9.根据权利要求6所述的显示基板,其特征在于,定义每个所述薄膜晶体管组中的两个所述薄膜晶体管分别为第一薄膜晶体管和第二薄膜晶体管,所述显示基板还包括:
第二平坦层,所述第二平坦层设在栅绝缘层远离所述基材的表面上,且覆盖第二电极和栅极;
第一钝化层,所述第一钝化层设在所述第二平坦层远离所述基材的表面上;
第一辅助电极,所述第一辅助电极设在所述第一钝化层远离基材的表面上,且通过第二过孔与所述第一薄膜晶体管中的第二电极电连接;
第一VSS电极,所述第一VSS电极设在所述第二钝化层远离所述基材的表面上;
VDD电极,所述VDD电极设在所述第一表面上,且与所述第二薄膜晶体管中的第二电极电连接。
10.根据权利要求9所述的显示基板,其特征在于,包括:
第三平坦层,所述第三平坦层设在所述第一钝化层远离所述基材的表面上,且覆盖第一辅助电极和第一VSS电极;
第二钝化层,所述第二钝化层设在所述第三平坦层远离所述基材的表面上;
第二辅助电极,所述第二辅助电极设在所述第二钝化层远离所述基材的表面上,且通过第三过孔与所述第一辅助电极电连接;
第二VSS电极,所述第二VSS电极设在所述第二钝化层远离所述基材的表面上。
11.根据权利要求10所述的显示基板,其特征在于,所述显示基板用于Micro LED显示装置,且包括:
第四平坦层,所述第四平坦层设在所述第二钝化层远离所述基材的表面上,且覆盖所述第二辅助电极和所述第二VSS电极;
第三钝化层,所述第三钝化层设在所述第四平坦层远离所述基材的表面上;
第一接触电极,所述第一接触电极设在所述第三钝化层远离所述基材的表面上,且通过第四过孔与所述第二辅助电极电连接;
第二接触电极,所述第二接触电极设在所述第三钝化层远离所述基材的表面上,且通过第五过孔与所述第二VSS电极电连接;
第五平坦层,所述第五平坦层设在第三钝化层远离所述基材的表面上,且具有开口,所述开口暴露所述第一接触电极和所述第二接触电极;
LED芯片,所述LED芯片设在所述开口中,且与所述第一接触电极和所述第二接触电极电连接。
12.一种制备权利要求5~11中任一项所述的显示基板的方法,其特征在于,包括:
在基材的第一表面上形成第一电极;
在所述第一表面和所述第一电极远离所述基材的表面上形成第一平坦层;
在所述第一平坦层远离所述基材的一侧依次形成有源层、栅绝缘层、栅极和第二电极。
13.根据权利要求12所述的方法,其特征在于,满足以下(1)至(4)中的至少之一:
(1)通过一次构图工艺形成所述第二电极和所述栅极;
(2)还包括通过一步构图工艺形成遮光层和VDD电极的步骤,其中,所述遮光层复用为所述第一电极;
(3)还包括通过一次构图工艺形成第一辅助电极和第一VSS电极的步骤;
(4)还包括通过一次构图工艺形成第二辅助电极和第二VSS电极的步骤。
14.一种显示装置,其特征在于,包括权利要求1-4中任一项所述的薄膜晶体管或者权利要求5~11中任一项所述的显示基板。
CN202110151146.6A 2021-02-03 2021-02-03 薄膜晶体管、显示基板及其制备方法和显示装置 Pending CN112968061A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202110151146.6A CN112968061A (zh) 2021-02-03 2021-02-03 薄膜晶体管、显示基板及其制备方法和显示装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202110151146.6A CN112968061A (zh) 2021-02-03 2021-02-03 薄膜晶体管、显示基板及其制备方法和显示装置

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN112968061A true CN112968061A (zh) 2021-06-15

Family

ID=76274618

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202110151146.6A Pending CN112968061A (zh) 2021-02-03 2021-02-03 薄膜晶体管、显示基板及其制备方法和显示装置

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN112968061A (zh)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113745345A (zh) * 2021-08-26 2021-12-03 深圳市华星光电半导体显示技术有限公司 薄膜晶体管基板及其制作方法、显示装置
CN114005838A (zh) * 2021-10-22 2022-02-01 武汉华星光电技术有限公司 一种阵列基板和显示面板
WO2024060514A1 (zh) * 2022-09-19 2024-03-28 武汉华星光电技术有限公司 显示面板

Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107221501A (zh) * 2017-05-26 2017-09-29 京东方科技集团股份有限公司 垂直型薄膜晶体管及其制备方法
US20170317110A1 (en) * 2016-04-29 2017-11-02 Samsung Display Co. Ltd. Transistor structure, display device including transistor structure, and method of manufacturing transistor structure
CN107735865A (zh) * 2015-06-12 2018-02-23 伊斯曼柯达公司 公共衬底上的垂直和平面薄膜晶体管
CN110366779A (zh) * 2017-03-24 2019-10-22 苹果公司 具有硅顶栅薄膜晶体管和半导体氧化物顶栅薄膜晶体管的显示器
CN110534577A (zh) * 2019-08-12 2019-12-03 福建华佳彩有限公司 一种薄膜晶体管及制备方法
US20200161475A1 (en) * 2018-11-20 2020-05-21 Lg Display Co., Ltd. Transistor having vertical structure and electric device
CN111739894A (zh) * 2019-03-25 2020-10-02 三星显示有限公司 薄膜晶体管基板和显示装置
CN111863841A (zh) * 2020-07-30 2020-10-30 京东方科技集团股份有限公司 显示基板及其制作方法、显示装置
CN112117285A (zh) * 2019-06-21 2020-12-22 株式会社半导体能源研究所 显示装置、显示模块、电子设备及显示装置的制造方法

Patent Citations (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107735865A (zh) * 2015-06-12 2018-02-23 伊斯曼柯达公司 公共衬底上的垂直和平面薄膜晶体管
US20170317110A1 (en) * 2016-04-29 2017-11-02 Samsung Display Co. Ltd. Transistor structure, display device including transistor structure, and method of manufacturing transistor structure
CN110366779A (zh) * 2017-03-24 2019-10-22 苹果公司 具有硅顶栅薄膜晶体管和半导体氧化物顶栅薄膜晶体管的显示器
CN107221501A (zh) * 2017-05-26 2017-09-29 京东方科技集团股份有限公司 垂直型薄膜晶体管及其制备方法
US20200161475A1 (en) * 2018-11-20 2020-05-21 Lg Display Co., Ltd. Transistor having vertical structure and electric device
CN111739894A (zh) * 2019-03-25 2020-10-02 三星显示有限公司 薄膜晶体管基板和显示装置
CN112117285A (zh) * 2019-06-21 2020-12-22 株式会社半导体能源研究所 显示装置、显示模块、电子设备及显示装置的制造方法
CN110534577A (zh) * 2019-08-12 2019-12-03 福建华佳彩有限公司 一种薄膜晶体管及制备方法
CN111863841A (zh) * 2020-07-30 2020-10-30 京东方科技集团股份有限公司 显示基板及其制作方法、显示装置

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113745345A (zh) * 2021-08-26 2021-12-03 深圳市华星光电半导体显示技术有限公司 薄膜晶体管基板及其制作方法、显示装置
CN114005838A (zh) * 2021-10-22 2022-02-01 武汉华星光电技术有限公司 一种阵列基板和显示面板
WO2023065392A1 (zh) * 2021-10-22 2023-04-27 武汉华星光电技术有限公司 阵列基板和显示面板
CN114005838B (zh) * 2021-10-22 2024-02-09 武汉华星光电技术有限公司 一种阵列基板和显示面板
WO2024060514A1 (zh) * 2022-09-19 2024-03-28 武汉华星光电技术有限公司 显示面板

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN112968061A (zh) 薄膜晶体管、显示基板及其制备方法和显示装置
CN107394060B (zh) 显示面板、显示装置及制备显示面板的方法
CN113782692B (zh) 有机发光显示装置
KR101346874B1 (ko) 반도체 장치 및 그 제조 방법
WO2016141709A1 (zh) 阵列基板及其制作方法、显示装置
US11251257B2 (en) Manufacturing method of display panel having pad comprising embedded part and protruded part
CN108091675B (zh) 显示基板及其制作方法
US9040994B2 (en) Thin film transistor, display device and manufacturing thereof, display apparatus
TWI441198B (zh) 面板及其製法
US20240130175A1 (en) Display substrate and manufacturing method therefor, and display device
JP7486523B2 (ja) 表示基板及びその製造方法、表示装置
US11723257B2 (en) Organic light emitting diode display substrate, manufacturing method therefor, and organic light emitting diode display device
EP4050658B1 (en) Display substrate, preparation method therefor, and display device
WO2021081765A1 (zh) 显示基板及其制备方法、显示装置
TW201518827A (zh) 顯示面板及包含該顯示面板的顯示裝置
KR20210011529A (ko) 표시 장치 및 표시 장치의 제조 방법
KR20200133890A (ko) 표시 장치 및 그 제조 방법
KR20210018687A (ko) 표시 장치 및 표시 장치의 제조 방법
WO2021179251A1 (zh) 显示基板及其制备方法、显示装置
KR101484966B1 (ko) 어레이 기판 및 이의 제조방법
WO2022052681A1 (zh) 显示基板及其制造方法和显示装置
WO2022041022A1 (zh) 显示基板及显示装置
US10396213B2 (en) Active device array substrate and manufacturing method thereof
CN112864173A (zh) 显示基板及其制备方法、显示装置
CN113394244A (zh) 显示母板及其制备方法、显示基板和显示装置

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination