CN114220830B - 柔性显示面板 - Google Patents

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Abstract

本申请提供一种柔性显示面板。柔性显示面板包括柔性衬底和薄膜晶体管。薄膜晶体管包括有源层，有源层设置于柔性衬底上，有源层中开设有开孔，开孔贯穿有源层的至少一部分。通过在有源层中开设开孔，当对柔性显示面板施加弯折力时，薄膜晶体管受到的应力集中在开孔中，能够有效减少弯折对薄膜晶体管的损伤。

Description

柔性显示面板
技术领域
本申请涉及柔性显示技术领域，尤其涉及柔性显示面板。
背景技术
近年来，柔性显示面板由于能够被弯曲或者卷曲，能够适应各种显示需求，应用越来越广泛。柔性显示面板包括柔性阵列基板，柔性阵列基板包括多个薄膜晶体管构成的阵列。随着对柔性显示面板弯折性能的要求越来越高，常规的薄膜晶体管已经难以满足柔性显示面板的要求。
发明内容
有鉴于此，本申请提供一种能够提升弯折性能的柔性显示面板。
本申请提供一种柔性显示面板，其包括：
柔性衬底；
薄膜晶体管，所述薄膜晶体管包括有源层，设置于所述柔性衬底上，所述有源层中开设有开孔，所述开孔贯穿所述有源层的至少一部分。
在一种实施方式中，所述有源层包括沟道区、源极连接部以及漏极连接部，所述源极连接部与所述漏极连接部位于沟道区的相对两侧；
所述薄膜晶体管还包括源极和漏极，所述源极和所述漏极设置于所述有源层远离所述柔性衬底的一侧，所述源极与所述源极连接部连接，所述漏极与所述漏极连接部连接，所述开孔位于所述源极连接部和所述漏极连接部的至少一个中。
在一种实施方式中，所述源极和所述漏极的至少一个延伸入所述开孔中与所述有源层连接。
在一种实施方式中，所述开孔位于所述源极连接部和所述漏极连接部中，所述源极连接部中的所述开孔与所述漏极连接部中的所述开孔相对于所述沟道区对称设置。
在一种实施方式中，所述薄膜晶体管还包括欧姆接触层，所述欧姆接触层包括第一欧姆接触部和第二欧姆接触部，所述第一欧姆接触部位于所述源极连接部与所述源极之间，所述第二欧姆接触部位于所述漏极连接部与所述漏极之间，所述第一欧姆接触部和所述第二欧姆接触部的至少一个延伸入所述开孔中与所述有源层连接。
在一种实施方式中，所述薄膜晶体管还包括栅极和栅极绝缘层，所述栅极位于所述有源层与所述源极和所述漏极之间，所述栅极绝缘层位于所述栅极与所述有源层之间，所述开孔的面积为0.1平方微米至20平方微米。
在一种实施方式中，所述有源层包括沟道区，所述开孔位于所述沟道区中。
在一种实施方式中，所述沟道区中的开孔对称设置。
在一种实施方式中，所述有源层包括沟道区、源极连接部以及漏极连接部，所述源极连接部与所述漏极连接部位于沟道区的相对两侧，所述开孔位于所述沟道区、源极连接部以及漏极连接部中，所述沟道区中的开孔对称设置，所述源极连接部中的所述开孔与所述漏极连接部中的所述开孔相对于所述沟道区对称设置，所述源极和所述漏极延伸入所述开孔中与所述有源层连接，所述薄膜晶体管还包括栅极绝缘层，所述栅极绝缘层覆盖所述沟道区，所述栅极绝缘层填充所述开孔。
在一种实施方式中，所述柔性显示面板还包括第一电极、像素定义层、发光层和第二电极，第一电极设置于所述薄膜晶体管上，所述像素定义层设置于所述第一电极远离所述薄膜晶体管的一侧，所述像素定义层中开设有开口，所述发光层设置于所述开口中，所述第二电极覆盖于所述像素定义层和所述发光层上。
本申请通过在有源层中开设开孔，当对柔性显示面板施加弯折力时，薄膜晶体管受到的应力集中在开孔中，能够有效减少弯折对薄膜晶体管的损伤。即使由于弯折力过大，有源层中产生裂纹，有源层中的开孔也能够有效阻止裂纹扩散，保护薄膜晶体管。
附图说明
为了更清楚地说明本申请中的技术方案，下面将对实施方式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申请的一些实施方式，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为本申请第一实施方式的柔性显示面板的剖面示意图。
图2为图1的柔性显示面板的有源层的俯视示意图。
图3为本申请第二实施方式的柔性显示面板的剖面示意图。
图4为本申请第三实施方式的柔性显示面板的剖面示意图。
图5为图4的柔性显示面板的有源层的俯视示意图。
图6为本申请第四实施方式的柔性显示面板的剖面示意图。
图7(a)至图7(h)为本申请的柔性显示面板的制造方法的步骤示意图，其中，图7(c)为图7(b)中的半导体层的俯视示意图，图7(e)为图7(d)中的有源层的俯视示意图。
具体实施方式
下面将结合本申请实施方式中的附图，对本申请中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施方式仅仅是本申请一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本申请中的实施方式，本领域技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施方式，都属于本申请保护的范围。
在本申请中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接，也可以包括第一和第二特征不是直接连接而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，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”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。此外，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特征。
本申请提供一种柔性显示面板。本申请实施例中的显示面板可以用于手机、平板电脑、电子阅读器、电子展示屏、笔记本电脑、手机、增强现实(augmented reality，AR)\虚拟现实(virtual reality，VR)设备、媒体播放器、可穿戴设备、数码相机、车载导航仪等。
显示面板可以为有机发光二极管(Organic Light-emitting Diode，OLED)显示面板、量子点发光二极管(Quantum Dot Light-emitting Diode，QLED)显示面板、微发光二极管(Micro Light-emitting Diode，Micro-LED)显示面板、次毫米发光二极管(Mini Light-emitting Diode，Mini-LED)显示面板或者液晶(Liquid Crystal)显示面板。
请参考图1和图2，柔性显示面板1包括柔性阵列基板100。柔性阵列基板100包括柔性衬底10和设置于柔性衬底10上的薄膜晶体管20。柔性阵列基板100还可以包括设置于柔性衬底10与薄膜晶体管20之间的缓冲层BL。
柔性衬底10的材料选自聚酰亚胺(PI)、聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚芳酯(PAR)、聚碳酸酯(PC)、聚醚酰亚胺(PEI)和聚醚砜(PES)中的一种。
薄膜晶体管20包括有源层AL、栅极GE、栅极绝缘层GI、源极SE、漏极DE、层间绝缘层IL以及钝化层PV。有源层AL设置于柔性衬底10上，栅极GE设置于有源层AL远离柔性衬底10的一侧，栅极绝缘层GI设置于栅极GE与有源层AL之间，源极SE和漏极DE设置于栅极GE和有源层AL远离柔性衬底10的一侧，层间绝缘层IL设置于源极SE、漏极DE与有源层AL之间，钝化层PV覆盖于源极SE和漏极DE远离柔性衬底10的一侧。源极SE和漏极DE通过开设于层间绝缘层IL中的接触孔分别与有源层AL的两端连接。
有源层中开设有开孔OP，开孔OP贯穿有源层AL的至少一部分。开孔OP可以为通孔也可以为盲孔，即开孔OP可以完全贯穿有源层AL，也可以贯穿部分有源层AL。通过在有源层AL中开设开孔OP，当对柔性显示面板1施加弯折力时，薄膜晶体管20受到的应力集中在开孔OP中，能够有效减少弯折对薄膜晶体管20的损伤。即使由于弯折力过大，有源层AL中产生裂纹，有源层AL中的开孔OP也能够有效阻止裂纹扩散，保护薄膜晶体管20。
有源层AL包括沟道区AL1、源极连接部AL2以及漏极连接部AL3，源极连接部AL2与漏极连接部AL3位于沟道区AL1的相对两侧。源极SE与源极连接部AL2连接，漏极DE与漏极连接部AL3连接。开孔OP可以位于沟道区AL1、源极连接部AL2和漏极连接部AL3的至少一个中。当开孔OP位于源极连接部AL2和漏极连接部AL3的至少一个中时，源极SE和漏极DE的至少一个延伸入开孔OP中与有源层AL连接。在本实施方式中，开孔OP位于源极连接部AL2和漏极连接部AL3中。源极SE延伸入源极连接部AL2的开孔OP中与源极连接部AL2连接，漏极DE延伸入漏极连接部AL3的开孔OP中与漏极连接部AL3连接。当开孔OP位于沟道区AL1时，覆盖在沟道区AL1远离柔性衬底10的一侧的膜层，可以延伸入开孔OP中，填充开孔OP。覆盖在沟道区AL1远离柔性衬底10的一侧的膜层在顶栅型晶体管中例如是栅极绝缘层，在底栅型晶体管中例如是源漏极、欧姆接触层或者沟道保护层。开口OP的设置能够增大有源层AL与源极SE和漏极DE的搭接面积，降低接触电阻，提高薄膜晶体管20的器件性能。
本申请中不限定开孔OP的个数和排列方式。可选的，本实施方式中，可以在源极连接部AL2和漏极连接部AL3中分别开设16个开孔OP。位于源极连接部AL2中的16个开孔OP呈矩阵排布，位于漏极连接部AL3中的16个开孔OP也呈矩阵排布。进一步，源极连接部AL2中的开孔OP与漏极连接部AL3中的开孔OP可以相对于沟道区AL1对称设置，可避免因应力释放错位造成有源层损伤。具体地，相对于沟道区AL1对称设置是指：当沟道区AL1为对称图形时，源极连接部AL2中的开孔OP与漏极连接部AL3中的开孔OP相对于沟道区AL1的对称轴O对称。当沟道区AL1不是标准的对称图形时，源极连接部AL2中的开孔OP与漏极连接部AL3中的开孔OP以沟道区AL1的中线为对称轴对称排列即可。开孔OP的形状可以是圆形，也可以是方形。为了防止开孔OP过大，影响有源层AL的功能，开孔OP的面积可以为0.1平方微米至20平方微米。可选的，当开孔OP的数量为一个时，开孔OP的面积可以为20平方微米，例如4微米×5微米的矩形孔。
在本实施方式中，以自对准(self-alignment)型的顶栅型薄膜晶体管进行说明。可以理解的是，本申请的其他实施方式中，薄膜晶体管也可以是底栅型薄膜晶体管。
需要说明的是，虽然图中只示出一个薄膜晶体管20，但柔性阵列基板100可以包括多个薄膜晶体管20。OLED显示面板的驱动电路可以为2T1C、3T1C、5T1C或者7T1C等，根据像素驱动电路的架构不同，柔性阵列基板100包括的薄膜晶体管20的类型和个数可以不同。在本申请可以在部分薄膜晶体管20的有源层AL中开设开孔OP，也可以在全部薄膜晶体管20的有源层AL中开设开孔OP，还可以选择性地在显示区和/或非显示区的薄膜晶体管20中开孔OP。
柔性显示面板1还包括钝化层PLN、第一电极200、像素定义层300、发光层400和第二电极500，钝化层PLN覆盖柔性阵列基板100、第一电极200设置于钝化层PLN远离柔性阵列基板100的一侧上，像素定义层300设置于第一电极200远离柔性阵列基板100的一侧，像素定义层300中开设有开口300a，发光层400设置于开口300a中，第二电极500覆盖于像素定义层300和发光层400上。第一电极200可以是阳极，第二电极500可以是阴极；或者第一电极200是阴极，第二电极500是阳极。钝化层PV中形成第一过孔VIA1，有机平坦层30中形成有第二过孔VIA2，其中，第二过孔VIA2与第一过孔VIA1连通。第一电极200通过第二过孔VIA2和第一过孔VIA1与薄膜晶体管20搭接。
请参考图3，本申请第二实施方式的柔性显示面板与第一实施方式的柔性显示面板的不同之处在于：
薄膜晶体管20还包括欧姆接触层OL，欧姆接触层OL包括第一欧姆接触部OL1和第二欧姆接触部OL2。第一欧姆接触部OL1位于源极连接部AL2与源极SE之间，第二欧姆接触部OL2位于漏极连接部AL3与漏极DE之间，第一欧姆接触部OL1和第二欧姆接触部OL2延伸入开孔OP中与有源层AL连接。
可以理解，本实施方式的源极连接部AL2和漏极连接部AL3中均开设有开口OP，在其他实施方式中，也可以在源极连接部AL2和漏极连接部AL3的其中一个中开设开口OP。
请参考图4和图5，本申请第三实施方式的柔性显示面板与第一实施方式的柔性显示面板的不同之处在于：
开孔OP不仅位于源极连接部AL2和漏极连接部AL3，还位于沟道区AL1中。栅极绝缘层GI覆盖沟道区AL1，栅极绝缘层GI填充开孔OP。进一步，沟道区AL1中的开孔OP对称设置，可避免因应力释放错位造成有源层损伤。具体地，相对于沟道区AL1对称设置是指：当沟道区AL1为对称图形时，沟道区AL1中的开孔OP相对于沟道区AL1的对称轴O对称。当沟道区AL1不是标准的对称图形时，沟道区AL1中的开孔OP以沟道区AL1的中线为对称轴大致对称排列即可。
可以理解，虽然第三实施方式公开了在沟道区AL1、源极连接部AL2和漏极连接部AL3均开设开孔OP，然而，在本申请的其他实施方式中，可以仅在沟道区AL1设置开孔OP，而在源极连接部AL2和漏极连接部AL3不设置开孔OP。
请参考图6，本申请第四实施方式的柔性显示面板与第一实施方式的柔性显示面板的不同之处在于：
薄膜晶体管20也可以为底栅型薄膜晶体管。薄膜晶体管20包括栅极GE、栅极绝缘层GI、有源层AL、源极SE、漏极DE以及钝化层PV。栅极GE设置于柔性衬底10上，有源层AL设置于栅极GE远离柔性衬底10的一侧，栅极绝缘层GI设置于栅极GE与有源层AL之间并覆盖栅极GE和柔性衬底10，源极SE和漏极DE设置于有源层AL远离栅极GE的一侧并分别与有源层AL的两端连接，钝化层PV覆盖于源极SE和漏极DE远离有源层AL的一侧。
与第一实施方式相同的，开孔OP可以位于源极连接部AL2和漏极连接部AL3。源极SE延伸入源极连接部AL2的开孔OP中与源极连接部AL2连接，漏极DE延伸入漏极连接部AL3的开孔OP中与漏极连接部AL3连接。
本申请还提供一种柔性显示面板的制造方法，其用于制造上述柔性显示面板。如图7(a)至图7(h)所示，柔性显示面板的制造方法包括以下步骤：
步骤101：请参考图7(a)，提供柔性衬底10。
柔性衬底10的材料选自聚酰亚胺(PI)、聚萘二甲酸乙二醇酯(PEN)、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、聚芳酯(PAR)、聚碳酸酯(PC)、聚醚酰亚胺(PEI)和聚醚砜(PES)中的一种或多种。
步骤102：沉积缓冲层BL，缓冲层的材料可以是单层氮化硅，单层氧化硅或者单层氧化硅，或者是氧化硅、氮化硅和氧化硅双层膜或者双层以上膜层，缓冲层的厚度为1000埃至5000埃。
步骤103：请参考图7(b)和图7(c)，沉积半导体材料层CL，半导体材料层CL的材料可以为IGZO、ITZO或IGZTO。半导体材料层CL的厚度为100埃至1000埃，将半导体材料层CL划分为沟道区CL1、源极搭接区CL2和漏极搭接区CL3，并在源极搭接区CL2和漏极搭接区CL3分别形成开孔OP。源极连接部AL2中的开孔OP与漏极连接部AL3中的开孔OP相对于沟道区AL1对称设置。开孔OP的形状可以是圆形，也可以是方形。为了防止开孔OP过大，影响有源层的功能，开孔OP的面积可以为0.1平方微米至20平方微米。可选的，当开孔OP的数量为一个时，开孔OP的面积可以为20平方微米，例如4微米×5微米的矩形孔。步骤104：请参考图7(d)和图7(e)，在有源层AL上沉积栅极绝缘材料层(未图示)，栅极绝缘材料层的材料为氧化硅，厚度1000埃至3000埃。
步骤105：在栅极绝缘材料层上沉积栅极金属层(未图示)，栅极金属层的材料可以是单层Mo，Al，Cu，Ti等，也可以是Mo/Al/Mo、Al/Mo、Mo/Cu、MoTi/Cu等多层金属，厚度为500埃至10000埃。
步骤106：利用一道光罩，定义出栅极GE和栅极绝缘层GI，采用湿蚀刻先栅蚀刻极金属层，再利用栅极图形为自对准，干法蚀刻形成栅极绝缘层GI。
步骤107：采用等离子(Plasma)处理对上方没有栅极绝缘层GI保护的半导体材料层进行导体化处理，形成N掺杂的导体区域，作为与源极和漏极接触的源极连接部AL2和漏极连接部AL3。栅极绝缘层GI下方的半导体材料层不做处理，作为薄膜晶体管20沟道区AL1。
步骤108：请参考图7(f)，沉积氧化硅膜作为层间绝缘层IL，厚度在3000埃至10000埃，并且在层间绝缘层IL中蚀刻出源极、漏极与有源层AL的接触孔CH。
步骤109：请参考图7(g)，沉积源漏金属层，其具有单层或者多层结，例如Cu，Al，MoTi/Cu，Ti/Al/Ti，Mo/Al/Mo，MoTi/Cu/MoTi，Mo/Cu/Mo，i/Cu/Ti等，源漏金属层的厚度为2000-10000A，图案化形成源极SE和漏极DE，源极SE和漏极DE分别通过接触孔CH连接导体化的源极连接部AL2和漏极连接部AL3。
步骤110：沉积钝化层PV，钝化层PV可以为氧化硅薄膜，厚度为1000埃至5000埃。
步骤111：请参考图7(h)，在钝化层PV中形成第一过孔VIA1。
步骤112：沉积有机光阻材料作为有机平坦层PLN，在有机平坦层PLN中开设第二过孔VIA2，其中，第二过孔VIA2与第一过孔VIA1连通。可以是不同成分的光阻层，有机平坦层PLN的厚度为10000埃至50000埃，有机平坦层PLN填充过孔VIA。
步骤113：沉积第一电极200，第一电极200为阳极，第一电极200包括具有高反射率的金属材料，包括但不局限于ITO/Ag/ITO，IZO/Ag/IZO，ITO/Al/ITO或者IZO/Al/IZO等，第一电极200通过第二过孔VIA2和第一过孔VIA1与薄膜晶体管20搭接；
步骤114：形成像素定义层300，像素定义层300的厚度在10000埃至20000埃，通过黄光制程定义出开口300a。
步骤115：在开口300a中形成发光层400。
步骤116：在发光层400和像素定义层300上形成第二电极500，第二电极500为阴极，得到完成显示面板。
以上以具体步骤描述了本申请第一实施方式的柔性显示面板的制造方法，本申请的第二实施方式至第四实施方式的柔性显示面板的制造方法可以在上述制造方法中进行调整得到，在此省略其说明。
以上对本申请实施方式提供了详细介绍，本文中应用了具体个例对本申请的原理及实施方式进行了阐述，以上实施方式的说明只是用于帮助理解本申请。同时，对于本领域的技术人员，依据本申请的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本申请的限制。

Claims (9)

1.一种柔性显示面板，其特征在于，包括：
柔性衬底；
薄膜晶体管，所述薄膜晶体管包括有源层，设置于所述柔性衬底上，所述有源层中开设有开孔，所述开孔贯穿所述有源层的至少一部分，其中，
所述有源层包括沟道区、源极连接部以及漏极连接部，所述源极连接部与所述漏极连接部位于沟道区的相对两侧；
所述薄膜晶体管还包括源极和漏极，所述源极和所述漏极设置于所述有源层远离所述柔性衬底的一侧，所述源极与所述源极连接部连接，所述漏极与所述漏极连接部连接，所述开孔包括多个，多个所述开孔间隔设于所述源极连接部中，和/或，多个所述开孔间隔设于所述漏极连接部中。
2.如权利要求1所述的柔性显示面板，其特征在于，所述源极和所述漏极的至少一个延伸入所述开孔中与所述有源层连接。
3.如权利要求1所述的柔性显示面板，其特征在于，所述开孔位于所述源极连接部和所述漏极连接部中，所述源极连接部中的所述开孔与所述漏极连接部中的所述开孔相对于所述沟道区对称设置。
4.如权利要求1所述的柔性显示面板，其特征在于，所述薄膜晶体管还包括欧姆接触层，所述欧姆接触层包括第一欧姆接触部和第二欧姆接触部，所述第一欧姆接触部位于所述源极连接部与所述源极之间，所述第二欧姆接触部位于所述漏极连接部与所述漏极之间，所述第一欧姆接触部和所述第二欧姆接触部的至少一个延伸入所述开孔中与所述有源层连接。
5.如权利要求1所述的柔性显示面板，其特征在于，所述薄膜晶体管还包括栅极和栅极绝缘层，所述栅极位于所述有源层与所述源极和所述漏极之间，所述栅极绝缘层位于所述栅极与所述有源层之间，所述开孔的面积为0.1平方微米至20平方微米。
6.如权利要求1所述的柔性显示面板，其特征在于，所述有源层包括沟道区，所述开孔位于所述沟道区中。
7.如权利要求6所述的柔性显示面板，其特征在于，所述沟道区中的开孔对称设置。
8.如权利要求1所述的柔性显示面板，其特征在于，所述有源层包括沟道区、源极连接部以及漏极连接部，所述源极连接部与所述漏极连接部位于沟道区的相对两侧，所述开孔位于所述沟道区、源极连接部以及漏极连接部中，所述沟道区中的开孔对称设置，所述源极连接部中的所述开孔与所述漏极连接部中的所述开孔相对于所述沟道区对称设置，所述源极和所述漏极延伸入所述开孔中与所述有源层连接，所述薄膜晶体管还包括栅极绝缘层，所述栅极绝缘层覆盖所述沟道区，所述栅极绝缘层填充所述开孔。
9.如权利要求8所述的柔性显示面板，其特征在于，所述柔性显示面板还包括第一电极、像素定义层、发光层和第二电极，第一电极设置于所述薄膜晶体管上，所述像素定义层设置于所述第一电极远离所述薄膜晶体管的一侧，所述像素定义层中开设有开口，所述发光层设置于所述开口中，所述第二电极覆盖于所述像素定义层和所述发光层上。
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