CN113517306A - 一种显示基板、制造方法、显示屏及设备 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种显示基板、制造方法、显示屏及设备，方法包括：在衬底上形成薄膜晶体管层；在所述薄膜晶体管层上依次形成绝缘保护层和有机材料层；图形化所述有机材料层，以露出所述绝缘保护层的部分表面；刻蚀所述绝缘保护层的所述部分表面，形成连通至所述薄膜晶体管层的通孔；在制备有所述通孔的基板上形成像素电极层。通过本发明提供了一种工艺简化，成本较低的显示基板、制造方法、显示屏及设备。
Description
技术领域
本发明涉及显示技术领域，尤其涉及一种显示基板、制造方法、显示屏及设备。
背景技术
电子纸是一种可重复利用的电子显示产品，是由驱动基板驱动不同颜色的带电微球，由于在不同电压下带电微球的运动方向不一致，视线通过带电微球当前表面颜色的反射，显示出所需图像。
当前的电子纸产品为了解决产品画面稳定和基板运送中损伤等问题，通常在基板上增设一层有机材料层，例如树脂材料。
然而，由于有机材料层的有机物属性，导致其对后续工艺有低温要求，且易导致对驱动基板的晶体管层的有机污染，增加了工艺难度和工艺成本。
发明内容
鉴于上述问题，提出了本发明以便提供一种克服上述问题或者至少部分地解决上述问题的显示基板、制造方法、显示屏及设备。
第一方面，提供一种显示基板的制造方法，包括：
在衬底上形成薄膜晶体管层；
在所述薄膜晶体管层上依次形成绝缘保护层和有机材料层；
图形化所述有机材料层，以露出所述绝缘保护层的部分表面；
刻蚀所述绝缘保护层的所述部分表面，形成连通至所述薄膜晶体管层的通孔；
在制备有所述通孔的基板上形成像素电极层。
可选的，所述图形化所述有机材料层，包括：采用所述有机材料层对应的掩膜，曝光所述有机材料层；清洗形成图形化的所述有机材料层。
可选的，所述刻蚀所述绝缘保护层的所述部分表面，包括：在制备有图形化的所述有机材料层的所述基板上涂覆光刻胶，所述光刻胶包覆所述有机材料层的表面，并覆盖所述绝缘保护层的所述部分表面；采用所述绝缘保护层对应的掩膜，曝光所述光刻胶并刻蚀所述绝缘保护层的所述部分表面。
可选的，所述刻蚀所述绝缘保护层的所述部分表面，包括：采用干法刻蚀工艺刻蚀所述绝缘保护层的所述部分表面。
可选的，所述在制备有所述通孔的基板上形成像素电极层，包括：在制备有所述通孔的基板上沉积像素电极层，所述像素电极层覆盖所述通孔的内表面，以与所述薄膜晶体管层的晶体管电连接。
可选的，所述在衬底上形成薄膜晶体管层，包括：在所述衬底上依次形成栅极、栅极绝缘层、有源层和源漏极；所述形成连通至所述薄膜晶体管层的通孔，包括：形成连通至所述栅极和/或所述源漏极的通孔。
第二方面，提供一种显示基板，包括：
衬底，以及依次设置在所述衬底上的薄膜晶体管层、绝缘保护层、有机材料层和像素电极层；所述有机材料层和所述绝缘保护层上开设有连通至所述薄膜晶体管层的通孔；
其中，所述绝缘保护层的底面接触并至少部分覆盖所述薄膜晶体管层，所述有机材料层的底面接触并至少部分覆盖所述绝缘保护层。
可选的，所述像素电极层覆盖所述通孔的内表面，并覆盖所述有机材料层的表面。
可选的，所述绝缘保护层的材料为硅的氮化物、硅的氧化物、铪的氧化物或硅的氮氧化物。
第三方面，提供一种显示设备，包括第二方面所述的显示基板。
本发明实施例中提供的技术方案，至少具有如下技术效果或优点：
本发明实施例提供的显示基板、制造方法、显示屏及设备，一方面，在薄膜晶体管层上先形成绝缘保护层，再形成有机材料层，避免了有机材料层对绝缘保护层的沉积温度的限定，降低了工艺难度。再一方面，将通孔的刻蚀工艺设置在形成有机材料层之后，由于有机材料层的类光刻胶特性，可以不需要进行刻蚀就直接曝光实现图形化，故只需要对图形化后显露出的绝缘保护层的部分表面进行刻蚀就能形成通孔，简化了刻蚀次数，节约了成本。并且，由于在刻蚀通孔前后都有绝缘保护层对有机材料层的隔离，故无需额外设置缓冲层来保护薄膜晶体管层免受有机污染，进一步简化了生产工艺和降低了生产成本。
上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举本发明的具体实施方式。
附图说明
通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本发明的限制。而且在整个附图中，用相同的参考符号表示相同的部件。在附图中：
图1为本发明实施例中显示基板的制造方法的流程图；
图2为本发明实施例中显示基板的制造方法的工艺示意图一；
图3为本发明实施例中显示基板的制造方法的工艺示意图二；
图4为本发明实施例中显示基板的制造方法的工艺示意图三；
图5为本发明实施例中显示基板的制造方法的工艺示意图四；
图6为本发明实施例中显示基板的制造方法的工艺示意图五；
图7为本发明实施例中显示基板的结构图；
图8为需要设置缓冲层的显示基板的结构图一；
图9为需要设置缓冲层的显示基板的结构图二；
图10为本发明实施例中显示设备的结构图；
图11为本发明实施例中电子纸显示屏的结构图。
具体实施方式
下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施例。
在附图中示出了根据本公开实施例的各种结构示意图。这些图并非是按比例绘制的，其中为了清楚表达的目的，放大了某些细节，并且可能省略了某些细节。图中所示出的各种区域、层的形状以及它们之间的相对大小、位置关系仅是示例性的，实际中可能由于制造公差或技术限制而有所偏差，并且本领域技术人员根据实际所需可以另外设计具有不同形状、大小、相对位置的区域/层。
在本公开的上下文中，当将一层/元件称作位于另一层/元件“上”时，该层/元件可以直接位于该另一层/元件上，或者它们之间可以存在居中层/元件。另外，如果在一种朝向中一层/元件位于另一层/元件“上”，那么当调转朝向时，该层/元件可以位于该另一层/元件“下”。在本公开的上下文中，相似或者相同的部件可能会用相同或者相似的标号来表示。
为了更好的理解上述技术方案，下面将结合具体的实施方式对上述技术方案进行详细说明，应当理解本公开内容实施例以及实施例中的具体特征是对本申请技术方案的详细的说明，而不是对本申请技术方案的限定，在不冲突的情况下，本申请实施例以及实施例中的技术特征可以相互组合。
本发明提供了一种显示基板的制造方法，请参考图1，图1为本发明实施例中显示基板的制造方法的流程图，包括：
步骤S101，在衬底上形成薄膜晶体管层；
步骤S102，在所述薄膜晶体管层上依次形成绝缘保护层和有机材料层；
步骤S103，图形化所述有机材料层，以露出所述绝缘保护层的部分表面；
步骤S104，刻蚀所述绝缘保护层的所述部分表面，形成连通至所述薄膜晶体管层的通孔；
步骤S105，在制备有所述通孔的基板上形成像素电极层。
下面结合图2-6详细介绍本实施例的实施工艺步骤：
提供衬底1，该衬底1可以为玻璃衬底或塑料衬底等，在此不作限制。
如图2所示，执行步骤S101，在衬底1上形成薄膜晶体管层2。其中，薄膜晶体管层2的制备方法可以为：沉积或生长栅极材料层，并采用栅极对应的掩膜曝光、刻蚀并清洗栅极材料层，形成图形化的栅极21。在制备栅极21的工艺步骤中可以同步制备电源导线Vcom或其他导线结构。在制备了栅极21的基板上沉积或生长形成栅极绝缘层22。在栅极绝缘层22上采用沉积或生长等工艺制备有源层23，该有源层23可以采用非晶硅(a-Si)材质。在有源层23上采用离子注入或生长等工艺制备源漏材料层，并采用源漏极对应的掩膜曝光、刻蚀并清洗源漏极材料层，形成图形化的源漏极24，从而完成薄膜晶体管层2中TFT器件的制备。具体来讲，薄膜晶体管层2的制备可以采用现有技术的制备工艺，在此不作累述。
如图3所示，执行步骤S102，在制备有薄膜晶体管层2的基板上形成绝缘保护层3，即形成PVX层。绝缘保护层3的制备工艺可以是物理或化学沉积工艺，也可以采用溅射工艺，在此不作限制。该绝缘保护层3可以采用硅的氮化物、硅的氧化物、铪的氧化物或硅的氮氧化物等绝缘材料，例如，SiNx或SiO2等，在此不作限制。由于绝缘保护层3具有绝缘性质且并非有机材料，不会对薄膜晶体管层2产生污染，也不容易受到有机材料的污染，能起到隔离保护的作用。然后，在形成的绝缘保护层3上直接形成有机材料层4，即形成ORG层。该有机材料层可以为树脂钝化层或丙烯酸钝化层等。有机材料层4与绝缘保护层3直接接触，由于绝缘保护层3隔离了有机材料层4和薄膜晶体管层2，不会对薄膜晶体管层2带来有机污染，故不用设置缓冲层来隔离有机材料层4，有效简化了工艺步骤。并且由于绝缘保护层3的形成步骤设置于有机材料层4形成之前，故不需要考虑有机材料层4的温度属性，即不需要采用低温沉积工艺来形成绝缘保护层3，进一步保证了工艺的简化和成本的控制，能提高产能。
如图4所示，执行步骤S103，图形化有机材料层4，以露出绝缘保护层3的部分表面。由于有机材料层4往往为具备类光刻胶性质的感光有机材料，故可以不用刻蚀工艺，直接采用其对应的掩膜来曝光该有机材料层4，再清洗去掉被曝光的区域，即能形成图形化的有机材料层4。其中，曝光有机材料层4的曝光量可以设置在200～300mj。由于不需要对有机材料层4进行刻蚀，能避免有机材料层4的损耗，节约树脂材料消耗的基础上还保证了其厚度，进而节约成本、提升产品性能和良率。
执行步骤S104，刻蚀绝缘保护层3显露出的部分表面，形成连通至薄膜晶体管层2的通孔5。具体来讲，通过步骤S103图形化有机材料层4后，被去除了有机材料层材料的区域即显露出绝缘保护层3的表面，在该显露出来的部分表面，进行刻蚀即能形成通孔5。其中，通孔5往往连通至薄膜晶体管层2的栅极21和/或源漏极24，以实现电连接。具体可以设置采用干法刻蚀工艺刻蚀绝缘保护层3来形成通孔5，以保证刻蚀的精度。由于通孔5的刻蚀步骤设置于形成有机材料层4之后，故无需设置缓冲层来保护通孔5底面的晶体管层2免受有机材料层的污染，能简化工艺和降低成本。并且，通孔5的形成只需要进行一次刻蚀(即对绝缘保护层3的刻蚀)，能减少刻蚀工序的次数，进一步减少工艺难度、缩短产品周期和降低成本。
在可选的实施方式中，如图5所示，在刻蚀绝缘保护层3形成通孔5之前，先在制备有图形化的有机材料层4的基板上涂覆光刻胶6，该光刻胶6包覆有机材料层4的表面，并覆盖绝缘保护层3显露出来的部分表面。然后，再采用绝缘保护层3对应的掩膜，曝光光刻胶6并刻蚀绝缘保护层3显露的部分表面，形成通孔。通过光刻胶6对有机材料层4的上表面和侧面的包覆，能有效保护刻蚀工艺对有机材料层4的消耗，节约树脂材料消耗的基础上还保证了其厚度，进而节约成本、提升产品性能和良率。
如图6所示，执行步骤S105，在制备有通孔5的基板上形成像素电极层7。该像素电极层7可以采用氧化铟锡ITO，也可以采用金属或氧化锌ZnO，在此不作限制。制备像素电极层7的工艺可以采用物理或化学沉积工艺、溅射工艺等，在此也不作限制。像素电极层7覆盖机材料层4的表面，以能对像素进行全覆盖，对带电微球形成有效驱动，避免残像问题。并且，像素电极层7还覆盖通孔5的内表面(包括内侧壁和底面)，以与薄膜晶体管层2的晶体管实现电连接。
基于同一发明构思，本发明实施例还提供了采用前述显示基板的制造方法所制备的显示基板100，请参考图7，图7为本发明实施例中显示基板的结构图，该显示基板100包括：
衬底1，以及依次设置在衬底1上的薄膜晶体管层2、绝缘保护层3、有机材料层4和像素电极层7；有机材料层4和绝缘保护层3上开设有连通至薄膜晶体管层2的通孔5。其中，绝缘保护层3的底面直接接触并至少部分覆盖薄膜晶体管层2，有机材料层4的底面直接接触并至少部分覆盖绝缘保护层3。该像素电极层7覆盖通孔5的内表面，并覆盖有机材料层4的表面。
需要说明的是，该显示基板100可以是电子纸显示屏的驱动基板；该显示基板100还可以是液晶显示屏中基于超高级超维场开关(High Advanced Dimension Switch，HADS)的基板、基于高级超维场转换技术(Advanced Super Dimension Switch，ADS)的基板、或基于扭曲向列液晶显示方式(Twisted Nematic，TN)的基板，在此不作限制。
可以设置薄膜晶体管层2的表面除了上方设置有通孔5的区域，其余均被绝缘保护层3直接接触并覆盖，以起到全面有效的保护隔离作用。可以设置绝缘保护层3的上表面全部或部分被有机材料层4直接接触并覆盖，以增加像素电极层7与薄膜晶体管层2的距离，保证产品画面的稳定。
具体来讲，由于该显示基板100先形成绝缘保护层3再形成有机材料层4，由于绝缘保护层3隔离了有机材料层4和薄膜晶体管层2，不会对薄膜晶体管层2带来有机污染，故不用如图8所示，设置缓冲层8来隔离有机材料层4和薄膜晶体管层2，有效简化了工艺步骤。
并且，由于通孔5的刻蚀步骤设置于形成有机材料层4之后，故不用如图9所示，在刻蚀通孔后设置缓冲层8来保护通孔5底面的薄膜晶体管层2免受有机材料的污染，导致在绝缘保护层3和有机材料层4之间留下缓冲层8，能简化工艺和降低成本。
由于本发明实施例所介绍的显示基板，是本发明实施例介绍的显示基板的制造方法所制备的基板，其具体实现方式在介绍制造方法的过程中已经进行说明，故而基于本发明实施例所介绍的显示基板的制造方法，本领域所属人员能够了解该显示基板的具体结构及变形，故而在此不再赘述。凡是本发明实施例的显示基板的制造方法所制备的基板都属于本发明所欲保护的范围。
基于同一发明构思，本发明实施例还提供了一种显示设备，如图10所示，为本发明实施例中显示设备的结构图，包括：本发明实施例提供的显示基板100。由于该显示基板先形成绝缘保护层，再形成有机材料层，并将通孔的刻蚀工艺设置在形成有机材料层之后，有效降低了产品工艺难度和生产成本。
该显示设备可以如图11所示为电子纸显示屏，对应的显示基板为电子纸显示屏的驱动基板；该显示设备还可以为液晶显示屏，对应的显示基板可以为基于超高级超维场开关(High Advanced Dimension Switch，HADS)的基板、基于高级超维场转换技术(AdvancedSuper Dimension Switch，ADS)的基板、或基于扭曲向列液晶显示方式(Twisted Nematic，TN)的基板，在此不作限制。
本发明实施例中提供的技术方案，至少具有如下技术效果或优点：
本发明实施例提供的显示基板、制造方法、显示屏及设备，一方面，在薄膜晶体管层上先形成绝缘保护层，再形成有机材料层，避免了有机材料层对绝缘保护层的沉积温度的限定，降低了工艺难度。再一方面，将通孔的刻蚀工艺设置在形成有机材料层之后，由于有机材料层的类光刻胶特性，可以不需要进行刻蚀就直接曝光实现图形化，故只需要对图形化后显露出的绝缘保护层的部分表面进行刻蚀就能形成通孔，简化了刻蚀次数，节约了成本。并且，由于在刻蚀通孔前后都有绝缘保护层对有机材料层的隔离，故无需额外设置缓冲层来保护薄膜晶体管层免受有机污染，进一步简化了生产工艺和降低了生产成本。
在此处所提供的说明书中，说明了大量具体细节。然而，能够理解，本发明的实施例可以在没有这些具体细节的情况下实践。在一些实例中，并未详细示出公知的方法、结构和技术，以便不模糊对本说明书的理解。
类似地，应当理解，为了精简本公开并帮助理解各个发明方面中的一个或多个，在上面对本发明的示例性实施例的描述中，本发明的各个特征有时被一起分组到单个实施例、图、或者对其的描述中。然而，并不应将该公开的方法解释成反映如下意图：即所要求保护的本发明要求比在每个权利要求中所明确记载的特征更多的特征。更确切地说，如下面的权利要求书所反映的那样，发明方面在于少于前面公开的单个实施例的所有特征。因此，遵循具体实施方式的权利要求书由此明确地并入该具体实施方式，其中每个权利要求本身都作为本发明的单独实施例。
应该注意的是上述实施例对本发明进行说明而不是对本发明进行限制，并且本领域技术人员在不脱离所附权利要求的范围的情况下可设计出替换实施例。在权利要求中，不应将位于括号之间的任何参考符号构造成对权利要求的限制。单词“包含”不排除存在未列在权利要求中的部件或步骤。位于部件之前的单词“一”或“一个”不排除存在多个这样的部件。本发明可以借助于包括有若干不同部件的硬件以及借助于适当编程的计算机来实现。在列举了若干装置的单元权利要求中，这些装置中的若干个可以是通过同一个硬件项来具体体现。单词第一、第二、以及第三等的使用不表示任何顺序。可将这些单词解释为名称。
Claims (10)
1.一种显示基板的制造方法，其特征在于，包括：
在衬底上形成薄膜晶体管层；
在所述薄膜晶体管层上依次形成绝缘保护层和有机材料层；
图形化所述有机材料层，以露出所述绝缘保护层的部分表面；
刻蚀所述绝缘保护层的所述部分表面，形成连通至所述薄膜晶体管层的通孔；
在制备有所述通孔的基板上形成像素电极层。
2.如权利要求1所述的制造方法，其特征在于，所述图形化所述有机材料层，包括：
采用所述有机材料层对应的掩膜，曝光所述有机材料层；
清洗形成图形化的所述有机材料层。
3.如权利要求1所述的制造方法，其特征在于，所述刻蚀所述绝缘保护层的所述部分表面，包括：
在制备有图形化的所述有机材料层的所述基板上涂覆光刻胶，所述光刻胶包覆所述有机材料层的表面，并覆盖所述绝缘保护层的所述部分表面；
采用所述绝缘保护层对应的掩膜，曝光所述光刻胶并刻蚀所述绝缘保护层的所述部分表面。
4.如权利要求1所述的制造方法，其特征在于，所述刻蚀所述绝缘保护层的所述部分表面，包括：
采用干法刻蚀工艺刻蚀所述绝缘保护层的所述部分表面。
5.如权利要求1所述的制造方法，其特征在于，所述在制备有所述通孔的基板上形成像素电极层，包括：
在制备有所述通孔的基板上沉积像素电极层，所述像素电极层覆盖所述通孔的内表面，以与所述薄膜晶体管层的晶体管电连接。
6.如权利要求1-5任一所述的制造方法，其特征在于：
所述在衬底上形成薄膜晶体管层，包括：在所述衬底上依次形成栅极、栅极绝缘层、有源层和源漏极；
所述形成连通至所述薄膜晶体管层的通孔，包括：形成连通至所述栅极和/或所述源漏极的通孔。
7.一种显示基板，其特征在于，包括：
衬底，以及依次设置在所述衬底上的薄膜晶体管层、绝缘保护层、有机材料层和像素电极层；所述有机材料层和所述绝缘保护层上开设有连通至所述薄膜晶体管层的通孔；
其中，所述绝缘保护层的底面接触并至少部分覆盖所述薄膜晶体管层，所述有机材料层的底面接触并至少部分覆盖所述绝缘保护层。
8.如权利要求7所述的显示基板，其特征在于：
所述像素电极层覆盖所述通孔的内表面，并覆盖所述有机材料层的表面。
9.如权利要求7-8任一所述的显示基板，其特征在于：
所述绝缘保护层的材料为硅的氮化物、硅的氧化物、铪的氧化物或硅的氮氧化物。
10.一种显示设备，其特征在于，包括权利要求7-9任一所述的显示基板。
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