CN114709173A - 阵列基板及其制备方法、显示面板 - Google Patents
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Abstract
本申请提供一种阵列基板及其制备方法、显示面板，通过在衬底基板的有源区涂覆第一墨水以形成有源层图案，并在有源层图案上对应沟道区的位置涂覆第二墨水以形成保护层图案，然后对有源层图案和保护层图案进行固化成膜，使有源层图案形成有源层，保护层图案形成保护层，如此把保护层设置在所述有源层的沟道区，对有源层的沟道区进行保护，以缓解现有金属氧化物存在的被腐蚀污染的问题。
Description
技术领域
本申请涉及显示技术领域，尤其涉及一种阵列基板及其制备方法、显示面板。
背景技术
目前的显示技术中，主要利用薄膜晶体管(Thin Film Transistor，TFT)器件来控制像素开关，以形成需要显示的画面。薄膜晶体管器件所用的半导体材料主要包括非晶硅、金属氧化物和低温多晶硅等。其中金属氧化物相较于非晶硅具有较高的电子迁移率，而相较于低温多晶硅而言，制造工艺相对较为简单，同时又可满足高分辨率、高刷新率的要求。虽然金属氧化物半导体材料具有诸多的优点，但却具有不稳定性。比如在金属氧化物半导体制程完成后，在其上方形成源漏极金属走线时，金属氧化物半导体容易被腐蚀污染，导致半导体特性异常。
发明内容
本申请提供一种阵列基板及其制备方法、显示面板，以缓解现有金属氧化物存在的被腐蚀污染的技术问题。
为解决上述问题，本申请提供的技术方案如下：
本申请实施例提供一种阵列基板制备方法，其包括：
提供衬底基板，并在所述衬底基板上定义出有源区和沟道区，所述沟道区位于所述有源区内；
在所述有源区涂覆第一墨水以形成有源层图案；
在所述沟道区涂覆第二墨水以形成保护层图案；
对所述有源层图案和所述保护层图案进行固化成膜，使所述有源层图案形成有源层，所述保护层图案形成保护层。
在本申请实施例提供的阵列基板制备方法中，所述在所述有源区涂覆第一墨水以形成有源层图案的步骤，包括：
制作金属盐溶液以形成所述第一墨水；
采用喷墨打印工艺把所述第一墨水打印在所述有源区形成所述有源层图案。
在本申请实施例提供的阵列基板制备方法中，所述金属盐溶液包括Zn(NO3)2溶液、In(NO3)3溶液中的一种或多种。
在本申请实施例提供的阵列基板制备方法中，所述在所述沟道区涂覆第二墨水以形成保护层图案的步骤，包括：
把SiS2粉末溶于有机溶剂中形成所述第二墨水；
采用喷墨打印工艺把所述第二墨水打印在所述沟道区形成所述保护层图案。
在本申请实施例提供的阵列基板制备方法中，有机溶剂包括苯类、醇类。
在本申请实施例提供的阵列基板制备方法中，所述对所述有源层图案和所述保护层图案进行固化成膜，使所述有源层图案形成有源层，所述保护层图案形成保护层的步骤，包括：
将形成有所述有源层图案和所述保护层图案的所述衬底基板送入烘干炉内进行烘干，同步进行抽气，使所述金属盐溶液中的溶剂挥发形成金属氧化物半导体层作为所述有源层，同时所述第二墨水中的SiS2与溶液中的水气反应形成SiO2，以在所述有源层的表面形成所述保护层。
在本申请实施例提供的阵列基板制备方法中，所述在所述有源区打印第一墨水以形成有源层图案的步骤之前，还包括：
在所述衬底基板上形成第一金属薄膜，图案化所述第一金属薄膜以在对应所述有源区内形成栅极；
在所述栅极以及所述衬底基板上制备栅极绝缘层。
在本申请实施例提供的阵列基板制备方法中，还包括以下步骤：
在所述保护层以及所述衬底基板上形成第二金属薄膜，图案化所述第二金属薄膜以形成源极和漏极，所述源极和所述漏极分别与所述保护层两侧的所述有源层连接；
在所述源极、所述漏极以及所述保护层上形成栅极绝缘层；
在所述栅极绝缘层上形成栅极，所述栅极对应所述保护层设置。
本申请实施例还提供一种阵列基板，其包括由前述实施例其中之一的阵列基板制备方法制备的阵列基板。
本申请实施例还提供一种显示面板，其包括对置基板和前述实施例的阵列基板，所述阵列基板和所述对置基板相对间隔设置。
本申请的有益效果为：本申请提供的阵列基板及其制备方法以及显示面板中，通过在衬底基板的有源区涂覆第一墨水以形成有源层图案，并在有源层图案上对应沟道区的位置涂覆第二墨水以形成保护层图案，然后对所述有源层图案和所述保护层图案进行固化成膜，使所述有源层图案形成有源层，所述保护层图案形成保护层，如此把保护层设置在所述有源层的沟道区，对有源层的沟道区进行保护，避免了有源层的沟道区被腐蚀污染，从而解决了现有金属氧化物存在的被腐蚀污染的问题。同时有源层和保护层同步形成，从而可以节省一道光罩，节约了成本。
附图说明
为了更清楚地说明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，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为本申请实施例提供的阵列基板制备方法的流程示意图。
图2为本申请实施例提供的衬底基板的剖面结构示意图。
图3为在图2的衬底基板上制备的栅极以及有源层图案的剖面结构示意图。
图4为在图3的有源层图案上制备的保护层图案的剖面结构示意图。
图5为对图4的有源层图案和保护层图案进行固化形成的有源层和保护层的剖面结构示意图。
图6为在图5的有源层和保护层上制备的源极和漏极的剖面结构示意图。
图7为在图6的漏极上方制备的像素电极的剖面结构示意图。
图8为本申请实施例提供的阵列基板的另一种剖面结构示意图。
具体实施方式
以下各实施例的说明是参考附加的图示，用以例示本申请可用以实施的特定实施例。本申请所提到的方向用语，例如[上]、[下]、[前]、[后]、[左]、[右]、[内]、[外]、[侧面]等，仅是参考附加图式的方向。因此，使用的方向用语是用以说明及理解本申请，而非用以限制本申请。在图中，结构相似的单元是用以相同标号表示。在附图中，为了清晰理解和便于描述，夸大了一些层和区域的厚度。即附图中示出的每个组件的尺寸和厚度是任意示出的，但是本申请不限于此。
请参照图1至图7，图1为本申请实施例提供阵列基板制备方法的流程示意图，图2至图7为本申请实施例提供的阵列基板制备方法中各步骤制得的阵列基板的部分膜层结构示意图，其中图2为本申请实施例提供的衬底基板的剖面结构示意图；图3为在图2的衬底基板上制备的栅极以及有源层图案的剖面结构示意图；图4为在图3的有源层图案上制备的保护层图案的剖面结构示意图；图5为对图4的有源层图案和保护层图案进行固化形成的有源层和保护层的剖面结构示意图；图6为在图5的有源层和保护层上制备的源极和漏极的剖面结构示意图；图7为在图6的漏极上方制备的像素电极的剖面结构示意图。
具体地，所述阵列基板制备方法包括以下步骤：
S301：提供衬底基板10，并在所述衬底基板10上定义出有源区CA和沟道区SA，所述沟道区SA位于所述有源区CA内；
具体地，如图2所示，在所述衬底基板10上定义出有源区CA和沟道区SA，所述有源区CA用于设置有源层30，所述沟道区SA对应所述有源层30的沟道31，所述沟道区SA位于所述有源区CA内，具体而言，所述沟道区SA位于所述有源区CA的中间区域。
可选地，所述衬底基板10可以为刚性基板或柔性基板；所述衬底基板10为刚性基板时，可包括玻璃基板等硬性基板；所述衬底基板10为柔性基板时，可包括聚酰亚胺(Polyimide，PI)薄膜、超薄玻璃薄膜等柔性基板。本申请实施例以所述衬底基板10为玻璃基板为例说明。
S302：在所述有源区CA涂覆第一墨水以形成有源层图案3；
具体地，所述在所述有源区CA打印第一墨水以形成有源层图案3的步骤之前，还包括以下步骤：
如图3所示，在所述衬底基板10上形成第一金属薄膜，图案化所述第一金属薄膜以在对应所述有源区CA内形成栅极20；并在所述栅极20以及所述衬底基板10上制备栅极绝缘层11。
具体地，在所述衬底基板10上形成第一金属薄膜之前，先对所述衬底基板10进行清洗、烘烤等预处理。然后采用溅射(Sputter)沉积法或物理气相沉积(Physical VaporDeposition，PVD)法等沉积工艺在所述衬底基板10上沉积第一金属薄膜，接着对所述第一金属薄膜进行黄光工艺，以在对应所述有源区CA的位置形成所述栅极20。可选地，所述第一金属薄膜的材料包括钼(Mo)、铝(Al)、铜(Cu)中的一种或多种。
当然地，当所述衬底基板10为聚酰亚胺薄膜等柔性基板时，在沉积所述第一金属薄膜之前还可在所述衬底基板10上沉积无机膜层作为缓冲层。可选地，所述无机膜层包括氮化硅(SiNx)层、氧化硅(SiOx)层、或者氮化硅(SiNx)层与氧化硅(SiOx)层的叠层复合膜。所述缓冲层可以防止不期望的杂质或污染物从所述衬底基板10扩散至可能因这些杂质或污染物而受损的器件中，同时还可以提供平坦的顶表面。
进一步地，在所述栅极20以及所述衬底基板10上沉积一层或多层无机膜层作为栅极绝缘层11。可选地，所述无机膜层包括氧化硅(SiOx)层、或者氮化硅(SiNx)层与氧化硅(SiOx)层的叠层复合膜。
进一步地，采用喷墨打印(Ink jet Print，IJP)工艺在所述有源区CA打印第一墨水以形成有源层图案3。具体而言，制备金属盐溶液以形成所述第一墨水，所述金属盐溶液包括Zn(NO3)2溶液、In(NO3)3溶液中的一种或多种，也即把Zn(NO3)2溶液、In(NO3)3溶液中的一种或多种金属盐溶液混合在一起以形成所述第一墨水。
其中具体金属盐溶液的选择可根据要选用的金属氧化物半导体材料来确定，比如要选用的金属氧化物半导体材料为ZnO，则可选用Zn(NO3)2溶液；如若要选用的金属氧化物半导体材料为InO，则可选用In(NO3)3溶液。可选地，所述金属氧化物半导体材料还可为IGZO、YZO、ITZO等。另外，所述第一墨水的配置浓度，可根据要实现的膜层厚度以及半导体特性进行调整。
然后采用喷墨打印等工艺把所述第一墨水打印在所述栅极绝缘层11上对应所述有源区CA的位置以形成所述有源层图案3。其中所述有源层图案3形成的位置以及大小可通过控制所述第一墨水的浓度以及喷墨打印的速度来实现。
S303：在所述沟道区SA涂覆第二墨水以形成保护层图案4；
具体地，把SiS2粉末溶于有机溶剂中形成所述第二墨水，有机溶剂包括苯类、醇类等易挥发的有机溶剂。具体而言，把纳米级的SiS2粉末溶于苯类、醇类等易挥发的有机溶剂中，形成均匀分布的悬浊液作为所述第二墨水。然后采用喷墨打印等工艺把所述第二墨水打印在所述有源层图案3上对应所述沟道区SA的位置形成所述保护层图案4，如图4所示。同样地，所述保护层图案4形成的位置以及大小也可通过控制所述第二墨水的浓度以及喷墨打印的速度来实现。
需要说明的是，用于形成所述第二墨水的SiS2粉末的颗粒越小越好，较小颗粒的SiS2粉末溶于有机溶剂后形成的悬浊液中SiS2分布更为均匀，故本申请实施例选用纳米级的SiS2粉末。另外，本申请用于形成所述第二墨水的物质不限于SiS2粉末，具体可根据要形成的保护层40的材料选用不同的物质。
S304：对所述有源层图案3和所述保护层图案4进行固化成膜，使所述有源层图案3形成有源层30，所述保护层图案4形成保护层40。
具体地，将形成有所述有源层图案3和所述保护层图案4的所述衬底基板10送入烘干炉内进行烘干，同步进行抽气，使所述金属盐溶液中的溶剂挥发形成金属氧化物半导体层作为所述有源层30，同时所述第二墨水中的SiS2与溶液中的水气反应形成SiO2(当然地，如有需要还可在固化过程中通入水气，以确保SiO2成膜反应充分)，以在所述有源层30的表面形成所述保护层40，如图5所示。
可选地，对所述有源层图案3和所述保护层图案4进行固化成膜的方法不限于在烘干炉内进行烘干，还可采用其他加热方式进行固化成膜。其中形成所述有源层图案3的第一墨水中的金属盐溶液在加热的条件下，进行分解形成金属氧化物，比如采用Zn(NO3)2溶液形成的第一墨水，在加热条件下会分解形成ZnO。而所述有源层图案3中的水分则会在加热条件下进行挥发，最终形成由金属氧化物形成的所述有源层30。
同时，在加热条件下，形成所述保护层图案4的第二墨水中的苯类、醇类等易挥发的有机溶剂会挥发掉，而所述第二墨水中的SiS2会与所述第一墨水中挥发出的水分进行反应生成SiO2(当然地，如有需要还可在固化过程中通入水气，以确保SiO2成膜反应充分)，最终形成由SiO2形成的所述保护层40。其中所述有源层30被所述保护层40覆盖的部分即为所述有源层30的沟道31，也即所述有源层30对应所述沟道区SA的部分即为所述有源层30的沟道31，而位于所述沟道31两侧的未被所述保护层40覆盖的所述有源层30即为所述有源层30的源极区32和漏极区33。
通过在所述有源层30的所述沟道31上形成所述保护层40，所述保护层40能够保护所述沟道31，避免后续制程对所述沟道31的腐蚀污染等损伤。同时本申请的所述有源层30和所述保护层40同步形成，相较于采用单独一道光罩在所述有源层30上形成保护层40，本申请的制备方法能够节省一道光罩，进而能够简化工艺步骤，节约成本。
进一步地，本实施例的阵列基板制备方法在形成所述有源层30和所述保护层40后还包括以下步骤：
在所述保护层40以及所述栅极绝缘层11上形成第二金属薄膜，图案化所述第二金属薄膜以形成源极51和漏极52，所述源极51和所述漏极52分别与所述保护层40两侧的所述有源层30连接；
具体地，同样采用溅射(Sputter)沉积法或物理气相沉积法等沉积工艺在所述保护层40以及所述栅极绝缘层11上沉积第二金属薄膜，接着对所述第二金属薄膜进行黄光工艺，以在对应所述有源层30的所述源极区32形成所述源极51，在对应所述有源层30的所述漏极区33形成所述漏极52，如图6所示，其中所述源极51与所述源极区32连接，所述漏极52与所述漏极区33连接。可选地，所述第二金属薄膜的材料包括钼(Mo)、铝(Al)、铜(Cu)中的一种或多种。
可以理解的是，在形成所述第二金属薄膜之前，还需对所述有源层30进行导体化，以使所述有源层30的所述源极区32和所述漏极区33被导体化，而所述沟道31由于被所述保护层40覆盖，所述保护层40能够保护所述沟道31，避免导体化过程中损伤所述沟道31。而且在对所述第二金属薄膜进行黄工工艺形成所述源极51和所述漏极52时，所述保护层40还能保护所述沟道31，避免蚀刻液等对所述沟道31的腐蚀污染等损伤。另外，所述第二金属薄膜在形成所述源极51和所述漏极52的同时，还可形成其他信号线，比如数据线等。
在所述源极51、所述漏极52、所述保护层40以及所述栅极绝缘层11上形成钝化层12，并在所述钝化层12上形成像素电极60。
具体地，如图7所示，在所述源极51、所述漏极52、所述保护层40以及所述栅极绝缘层11上形成一层或多层无机膜层作为所述钝化层12，以对所述源极51、所述漏极52进行保护。可选地，所述无机膜层包括氮化硅(SiNx)层、氧化硅(SiOx)层、或者氮化硅(SiNx)层与氧化硅(SiOx)层的叠层复合膜。当然地，为了给所述阵列基板100提供平坦的顶表面，还可在所述钝化层12上形成平坦化层，所述平坦化层可采用有机光阻等材料。
进一步地，在所述钝化层12上沉积一层透明导电薄膜，图案化所述透明导电薄膜形成所述像素电极60，以形成所述阵列基板100。所述像素电极60通过所述钝化层12的过孔与所述源极51或所述漏极52连接，本申请实施例以所述像素电极60与所述漏极52连接为例说明。可选地，所述透明导电薄膜包括由ITO、IZO、ZnO或In2O3等透明导电材料形成薄膜。
在一种实施例中，请结合参照图1至图8，图8为本申请实施例提供的阵列基板的另一种剖面结构示意图。与上述实施例不同的是，本实施形成的阵列基板101为顶栅结构，则在所述衬底基板10上同步形成所述有源层30和所述保护层40后，阵列基板制备方法还包括以下步骤：
在所述保护层40以及所述衬底基板10上形成第二金属薄膜，图案化所述第二金属薄膜以形成源极51和漏极52，所述源极51和所述漏极52分别与所述保护层40两侧的所述有源层30连接；
具体地，同样采用溅射(Sputter)沉积法或物理气相沉积法等沉积工艺在所述保护层40以及所述衬底基板10上沉积第二金属薄膜，接着对所述第二金属薄膜进行黄光工艺，以在对应所述有源层30的所述源极区32形成所述源极51，在对应所述有源层30的所述漏极区33形成所述漏极52，其中所述源极51与所述源极区32连接，所述漏极52与所述漏极区33连接。可选地，所述第二金属薄膜的材料包括钼(Mo)、铝(Al)、铜(Cu)中的一种或多种。
在所述源极51、所述漏极52以及所述保护层40上形成栅极绝缘层11；
具体地，在所述源极51、所述漏极52以及所述保护层40上沉积一层或多层无机膜层作为栅极绝缘层11。可选地，所述无机膜层包括氮化硅(SiNx)层、氧化硅(SiOx)层、或者氮化硅(SiNx)层与氧化硅(SiOx)层的叠层复合膜。
在所述栅极绝缘层11上形成栅极20，所述栅极20对应所述保护层40设置。
具体地，然后采用溅射(Sputter)沉积法或物理气相沉积法等沉积工艺在所述栅极绝缘层11上沉积第一金属薄膜，接着对所述第一金属薄膜进行黄光工艺，以在对应所述保护层40的位置形成所述栅极20。可选地，所述第一金属薄膜的材料包括钼(Mo)、铝(Al)、铜(Cu)中的一种或多种。
当然地，本实施例的阵列基板制备方法中同样包括像素电极60的制备，具体而言，在所述栅极20以及所述栅极绝缘层11上形成钝化层12，并在所述钝化层12上形成所述像素电极60。其他说明请参照上述实施例，在此不再赘述。
在一种实施例中，本申请实施例还提供一种阵列基板，所述阵列基板包括由前述实施例其中之一的所述阵列基板制备方法制备的阵列基板100。
基于同一发明构思，本申请实施例还提供一种显示面板，所述显示面板包括对置基板和前述实施例的阵列基板100，所述阵列基板100和所述对置基板相对间隔设置。所述显示面板包括液晶显示((Liquid Crystal Display，LCD)面板、有机发光二极管显示(Organic Light emitting Display，OLED)面板等。当所述显示面板为液晶显示面板时，所述对置基板即为彩膜基板，所述显示面板还包括设置在所述阵列基板100和所述对置基板之间的液晶分子等。当所述显示面板为有机发光二极管显示面板时，所述对置基板即为封装基板，所述显示面板还包括设置在所述阵列基板100和所述对置基板之间的发光器件。
根据上述实施例可知：
本申请提供一种阵列基板及其制备方法、显示面板，通过在衬底基板的有源区涂覆第一墨水以形成有源层图案，并在有源层图案上对应沟道区的位置涂覆第二墨水以形成保护层图案，然后对所述有源层图案和所述保护层图案进行固化成膜，使所述有源层图案形成有源层，所述保护层图案形成保护层，如此把保护层设置在所述有源层的沟道区，对有源层的沟道区进行保护，避免了有源层的沟道区被腐蚀污染，从而解决了现有金属氧化物存在的被腐蚀污染的问题。同时有源层和保护层同步形成，从而可以节省一道光罩，节约了成本。
在上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述的部分，可以参见其他实施例的相关描述。
以上对本申请实施例进行了详细介绍，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，以上实施例的说明只是用于帮助理解本申请的技术方案及其核心思想；本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本申请各实施例的技术方案的范围。
Claims (10)
1.一种阵列基板制备方法，其特征在于，包括：
提供衬底基板，并在所述衬底基板上定义出有源区和沟道区，所述沟道区位于所述有源区内；
在所述有源区涂覆第一墨水以形成有源层图案；
在所述沟道区涂覆第二墨水以形成保护层图案；
对所述有源层图案和所述保护层图案进行固化成膜，使所述有源层图案形成有源层，所述保护层图案形成保护层。
2.根据权利要求1所述的阵列基板制备方法，其特征在于，所述在所述有源区涂覆第一墨水以形成有源层图案的步骤，包括：
制作金属盐溶液以形成所述第一墨水；
采用喷墨打印工艺把所述第一墨水打印在所述有源区形成所述有源层图案。
3.根据权利要求2所述的阵列基板制备方法，其特征在于，所述金属盐溶液包括Zn(NO3)2溶液、In(NO3)3溶液中的一种或多种。
4.根据权利要求2所述的阵列基板制备方法，其特征在于，所述在所述沟道区涂覆第二墨水以形成保护层图案的步骤，包括：
把SiS2粉末溶于有机溶剂中形成所述第二墨水；
采用喷墨打印工艺把所述第二墨水打印在所述沟道区形成所述保护层图案。
5.根据权利要求4所述的阵列基板制备方法，其特征在于，有机溶剂包括苯类、醇类。
6.根据权利要求4所述的阵列基板制备方法，其特征在于，所述对所述有源层图案和所述保护层图案进行固化成膜，使所述有源层图案形成有源层，所述保护层图案形成保护层的步骤，包括：
将形成有所述有源层图案和所述保护层图案的所述衬底基板送入烘干炉内进行烘干，同步进行抽气，使所述金属盐溶液中的溶剂挥发形成金属氧化物半导体层作为所述有源层，同时所述第二墨水中SiS2与溶液中的水气反应形成SiO2，以在所述有源层的表面形成所述保护层。
7.根据权利要求1所述的阵列基板制备方法，其特征在于，所述在所述有源区涂覆第一墨水以形成有源层图案的步骤之前，还包括：
在所述衬底基板上形成第一金属薄膜，图案化所述第一金属薄膜以在对应所述有源区内形成栅极；
在所述栅极以及所述衬底基板上制备栅极绝缘层。
8.根据权利要求1所述的阵列基板制备方法，其特征在于，还包括以下步骤：
在所述保护层以及所述衬底基板上形成第二金属薄膜，图案化所述第二金属薄膜以形成源极和漏极，所述源极和所述漏极分别与所述保护层两侧的所述有源层连接；
在所述源极、所述漏极以及所述保护层上形成栅极绝缘层；
在所述栅极绝缘层上形成栅极，所述栅极对应所述保护层设置。
9.一种阵列基板，其特征在于，包括由权利要求1至8任一项所述阵列基板制备方法制备的阵列基板。
10.一种显示面板，其特征在于，包括对置基板和如权利要求9所述的阵列基板，所述阵列基板和所述对置基板相对间隔设置。
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