显示背板及其制作方法和显示装置与流程

文档序号:16191036发布日期:2018-12-08 05:41阅读:193来源:国知局
显示背板及其制作方法和显示装置与流程

本发明涉及显示技术领域,具体的,涉及显示背板及其制作方法和显示装置。

背景技术

oled器件的基本结构是由一薄而透明具半导体特性的正极铟锡氧化物(ito)、一个金属阴极和发光层包成如三明治的结构,发光层包括:空穴传输层(htl)、发光层(el)与电子传输层(etl)。当给正极和负极施加一定电压,发光层就会产生光亮,并依其配方不同产生红(r)、绿(g)和蓝(b)三基色,构成基本色彩。oled器件的特性是自己发光,不像tftlcd需要背光,因此可视度和亮度均高,其次是电压需求低且省电效率高,加上反应快、重量轻、厚度薄,构造简单,成本低等,被视为21世纪最具前途的产品之一。但是,在oled器件的显示背板结构的设计上仍有许多不足之处,仍需进一步改进,以此来提高oled器件的显示效果。

因此,关于显示背板的研究有待深入。



技术实现要素:

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,本发明的一个目的在于提出一种显示背板,该显示背板更有利于实现不同灰阶电压的设置,以便更好的控制不同灰阶的显示,或者降低电路工作电压以及提高电路工作速度。

在本发明的一个方面,本发明提供了一种显示背板。根据本发明的实施例,所述显示背板包括多个像素单元,每个所述像素单元包括驱动薄膜晶体管和开关薄膜晶体管,所述驱动薄膜晶体管中的第一栅绝缘层的厚度等于所述开关薄膜晶体管的第二栅绝缘层的厚度,且所述驱动薄膜晶体管的第一栅绝缘层的介电常数小于所述开关薄膜晶体管的第二栅绝缘层的介电常数。由此,在该显示背板中,驱动薄膜晶体管具有较小的栅极电容,较大的亚阈值摆幅,更有利于该显示背板实现不同灰阶电压的设置,以便更好的控制不同灰阶的显示,和/或开关薄膜晶体管具有较大的栅极电容,较小的亚阈值摆幅,有利于降低电路工作电压以及提高电路工作速度。

根据本发明的实施例,所述第一栅绝缘层为一层或多层;所述第二栅绝缘层为一层或多层。

根据本发明的实施例,形成所述第一栅绝缘层的材料选自氮化硅和氧化硅中的至少一种,形成所述第二栅绝缘层的材料选自氮化硅和氧化硅中的至少一种。

根据本发明的实施例,所述第一栅绝缘层为一层,所述第二栅极绝缘层为两层,所述第一栅极绝缘层和所述第二栅绝缘层的下层同工艺形成,所述第二栅绝缘层的上层位于所述第二栅绝缘层的下层的第一凹槽内,并与所述第一栅极绝缘层上表面平齐。。

根据本发明的实施例,所述第一栅绝缘层为一层,所述第二栅绝缘层为一层,其中,所述第二栅绝缘层包括基体相和分散在所述基体相中的分散相,其中,所述基体相和所述分散相中一个由氧化硅形成,另一个由氮化硅形成。

根据本发明的实施例,所述第二栅绝缘层为一层,所述第一栅绝缘层为两层,所述第二栅绝缘层和所述第一栅绝缘层的下层同工艺形成,所述第一栅绝缘层的上层位于所述第一栅绝缘层的下层的第二凹槽内,并与所述第二栅绝缘层上表面齐平。

根据本发明的实施例,所述第一栅绝缘层为两层,所述第二栅绝缘层为两层,所述第一栅绝缘层的下层与所述第二栅绝缘层的下层同工艺形成,所述第一栅绝缘层的上层位于所述第一栅绝缘层的下层的第三凹槽内,所述第二栅绝缘层的上层位于所述第二栅绝缘层的下层的第四凹槽内。

在本发明的另一方面,本发明提供了一种显示装置。根据本发明的实施例,所述显示装置包括前面所述的显示背板。由此,该显示装置的各个灰阶显示效果较佳,电路工作的电压较低,电路工作速度较快。

在本发明的又一方面,本发明提供了一种制作显示背板的方法。根据本发明的实施例,所述制作显示背板的方法包括:在衬底上形成多个像素单元,形成每个所述像素单元包括形成驱动薄膜晶体管和开关薄膜晶体管的步骤。由此,该制备方法简单,工艺成熟,易于工业化生产,且由上述方法制作的显示背板中,驱动薄膜晶体管具有较小的栅极电容,较大的亚阈值摆幅,更有利于该显示背板实现不同灰阶电压的设置,以便更好的控制不同灰阶的显示,和/或开关薄膜晶体管具有较大的栅极电容,较小的亚阈值摆幅,有利于降低电路工作电压以及提高电路工作速度。

根据本发明的实施例,所述第一栅绝缘层和所述第二栅绝缘层是通过以下方法形成的:

在所述衬底上形成所述驱动薄膜晶体管的有源层作为第一有源层,形成所述开关薄膜晶体管的有源层作为第二有源层;

在所述衬底上形成第一绝缘层,所述第一绝缘层覆盖所述第一有源层和所述第二有源层;

在所述第二有源层对应的所述第一绝缘层的上方区域形成第五凹槽;

在所述第一绝缘层的表面上形成第二绝缘层,所述第二绝缘层填充所述第五凹槽;

去除所述第五凹槽之外的所述第二绝缘层,以便得到所述第一栅绝缘层和所述第二栅绝缘层。

根据本发明的实施例,在所述衬底上形成所述驱动薄膜晶体管的有源层作为所述第一有源层,形成所述开关薄膜晶体管的有源层作为所述第二有源层;

在所述衬底上形成第一绝缘层,所述第一绝缘层覆盖所述第一有源层和所述第二有源层;

在所述第一有源层对应的所述第一绝缘层的上方区域形成第六凹槽;

在所述第一绝缘层的表面上形成第二绝缘层,所述第二绝缘层填充所述所述第六凹槽;

去除所述第六凹槽之外的所述第二绝缘层,以便得到所述第一栅绝缘层和所述第二栅绝缘层。

附图说明

图1是本发明一个实施例中显示背板的结构示意图。

图2是本发明另一个实施例中显示背板的结构示意图。

图3是本发明又一个实施例中显示背板的结构示意图。

图4是本发明又一个实施例中显示背板的结构示意图。

图5是本发明又一个实施例中显示背板的结构示意图。

图6是本发明又一个实施例中显示背板的结构示意图。

图7是本发明又一个实施例中制作显示背板的结构示意图。

图8是本发明又一个实施例中制作显示背板的结构示意图。

图9是本发明又一个实施例中制作显示背板的结构示意图。

图10是本发明又一个实施例中制作显示背板的结构示意图。

图11是本发明又一个实施例中制作图10中(c)中的第一栅绝缘层上层和第二栅绝缘层上层的结构示意图。

图12是本发明又一个实施例中制作显示背板的结构示意图。

图13是本发明又一个实施例中制作显示背板的结构示意图。

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。

在本发明的一个方面,本发明提供了一种显示背板。根据本发明的实施例,所述显示背板包括多个像素单元,每个像素单元包括驱动薄膜晶体管和开关薄膜晶体管,驱动薄膜晶体管中的第一栅绝缘层的厚度等于开关薄膜晶体管中的第二栅绝缘层的厚度,且驱动薄膜晶体管的第一栅绝缘层的介电常数小于开关薄膜晶体管的第二栅绝缘层的介电常数。

由此,在该显示背板中,驱动薄膜晶体管(dtft)和开关薄膜晶体管(swtft)的栅极电容不同,亚阈值摆幅也不相同,具体的:驱动薄膜晶体管具有较小的栅极电容,较大的亚阈值摆幅,更有利于该显示背板实现不同灰阶电压的设置,以便更好的控制不同灰阶的显示,和/或开关薄膜晶体管具有较大的栅极电容,较小的亚阈值摆幅,有利于降低电路工作电压以及提高电路工作速度。

根据本发明的实施例,根据薄膜晶体管栅极电容的公式:(其中,ε0为真空介电常数,ε0=8.854187817×10-12f/m,εgi为栅极绝缘层的介电常数,tgi为栅绝缘层的厚度),栅极电容(cox)取决于栅绝缘层的介电常数和厚度,相同厚度的情况下,使得第一栅绝缘层的介电常数小于第二栅绝缘层的介电常数,即得到具有较小的栅极电容的驱动薄膜晶体管和具有较大的栅极电容的开关薄膜晶体管。又由薄膜晶体管的亚阈值摆幅公式:(其中,cd为沟道空穴电容值,ct为晶界电容值,这两个值与栅绝缘层的材料无关,k为玻尔兹曼常数,t为温度,q为为电子电量)可知,薄膜晶体管的亚阈值摆幅与栅极电容成反比。所以,为了获得亚阈值摆幅较大的dtft和亚阈值摆幅较小的swtft,本申请在保持驱动薄膜晶体管中的第一栅绝缘层的厚度和开关薄膜晶体管中的第二栅绝缘层的厚度相同的前提下,使得驱动薄膜晶体管的第一栅绝缘层的介电常数小于开关薄膜晶体管中的第二栅绝缘层的介电常数,即使得驱动薄膜晶体管具有较小的栅极电容,开关薄膜晶体管具有较大的栅极电容,进而使得驱动薄膜晶体管具有较大的亚阈值摆幅,开关薄膜晶体管具有较小的亚阈值摆幅。

需要说明的是,本文中的术语“栅极电容”是指栅极和沟道之间形成的电容,导电电极为栅极和沟道,栅极与沟道之间夹有一层栅绝缘层,而该栅绝缘层的厚度和介电常数直接影响栅极电容的大小,本申请就是通过改变该栅极绝缘层的介电常数改变栅极电容的大小。

根据本发明的实施例,为了满足多种设计需求,第一栅绝缘层为一层或多层;第二栅绝缘层为一层或多层。由此,可以根据实际需求,设计栅极电容尽可能小的驱动薄膜晶体管,栅极电容尽可能大的开关薄膜晶体管,进而改善显示背板不同灰阶电压的设置,以及降低电路工作电压以及提高电路工作速度。

根据本发明的实施例,为了使得驱动薄膜晶体管的第一栅绝缘层的介电常数小于开关薄膜晶体管的第二栅绝缘层的介电常数,且进一步保证薄膜晶体管的使用性能,形成第一栅绝缘层的材料选自氮化硅(sinx,介电常数约为7)和氧化硅(siox,介电常数约为4)中的至少一种,形成第二栅绝缘层的材料选自氮化硅和氧化硅中的至少一种。由此,不仅可以满足驱动薄膜晶体管的第一栅绝缘层的介电常数小于开关薄膜晶体管的第二栅绝缘层的介电常数的要求,还可以保证薄膜晶体管具有良好的使用性能。

根据本发明的实施例,显示背板中的薄膜晶体管可以为顶栅结构也可以是底栅结构,本领域技术人员可以根据实际需求灵活设置,下面主要以顶栅结构的薄膜晶体管为例进行详细阐述本申请的技术方案。

需要说明的是,为了更为清楚的描述显示背板,附图1-5中除了示出了第一栅绝缘层31和第二栅绝缘层32,还示出了常规显示背板中所必备的一些结构,比如衬底10、有源层(包括驱动薄膜晶体管1的第一有源层21和开关薄膜晶体管2的第二有源层22)、栅极(包括驱动薄膜晶体管1的栅极41和开关薄膜晶体管2的栅极42)、源漏极(包括驱动薄膜晶体管1的源极51和漏极52与开关薄膜晶体管2的源极53和漏极54)以及层间介质层60,其中,有源层设置在衬底的一个表面上,栅绝缘层(包括第一栅绝缘层和第二栅绝缘层)设置在衬底的表面上,并覆盖有源层,栅极设置在栅绝缘层远离衬底的表面上,层间介质层设置在栅绝缘层远离衬底的表面上,并覆盖栅极,源漏电极设置在层间介质层远离衬底的表面上,并通过过孔与有源层电连接,且形成衬底10、有源层、栅极、源漏极以及层间介质层60的材料和方法均没有限制要求,本领域技术人员可以根据实际需求灵活选择,比如:形成衬底的材料包括但不限于玻璃;形成有源层的材料包括但不限于低温多晶硅;形成栅极的材料包括但不限于钽、钨、氮化钽或氮化钛;形成源漏极的材料包括但不限于铝或铝合金;形成层间介质层的材料包括但不限于氮化硅、氧化硅、氮氧化硅或有机绝缘材料。

为了实现驱动薄膜晶体管的第一栅绝缘层的厚度等于所述开关薄膜晶体管的第二栅绝缘层的厚度,且所述驱动薄膜晶体管的第一栅绝缘层的介电常数小于所述开关薄膜晶体管的第二栅绝缘层的介电常数,第一栅绝缘层和第二栅绝缘层有如下不同实施方式:

其中一种实施方式为:第一栅绝缘层和第二栅极绝缘层的均为一层,且二者材料不同,以实现不同介电常数。如,第一栅极绝缘层为氧化硅层,第二栅绝缘层为氮化硅层。

另一种实施方式为:第一栅极绝缘层为单层,第二栅极绝缘层为双层。比如,第一栅绝缘层为氧化硅层,第二栅绝缘层中的其中一层为氧化硅层,另一层为介电常数大于氧化硅的氮化硅层。进一步的,第二栅极绝缘层为双层时,可以在第二栅绝缘层的第一层(第一层即为第二栅绝缘层的下层,即第二栅绝缘层中靠近衬底的那一层)上表面上直接设置覆盖第一层的第二层(第二层即为第二栅绝缘层的上层,即第二栅绝缘层中远离衬底的那一层),也可以在第一层上设置凹槽,在凹槽中设置第二层。

可选的,所述凹槽的位置对应于所述栅极42的位置,即栅极42在衬底上的正投影覆盖凹槽在衬底上的正投影。

当然,第一栅绝缘层和第二栅绝缘层都可以是两层或更多层,不同层可以采用不同介电常数的材料满足第一栅绝缘层小于第二栅绝缘层介电常数的要求。

以下结合附图1-6详细说明其中的几种实施方式:

在本发明的一些实施例中,参见图1,第一栅绝缘层31为一层,第二栅极绝缘层32为两层,第一栅极绝缘层31和第二栅绝缘层的下层321同工艺形成,第二栅绝缘层的上层322位于第二栅绝缘层的下层的第一凹槽323内,并与第一栅极绝缘层31的上表面(第一栅绝缘层远离衬底的表面)平齐。为了实现第一栅绝缘层的介电常数小于第二栅绝缘层的介电常数,在一些示例中,第一栅绝缘层31和第二栅绝缘层32的下层321为氧化硅层,第二栅绝缘层32的上层322为氮化硅层。由此,因第一栅绝缘层31为氧化硅层介电常数为4,第二栅绝缘层32为氮化硅与氧化硅的叠层,使得等厚度的第一栅绝缘层和第二栅绝缘层的介电常数不同,即第一栅绝缘层介电常数小于第二栅极绝缘层,可以有效实现驱动薄膜晶体管1具有较小的栅极电容,较大的亚阈值摆幅,更有利于该显示背板实现不同灰阶电压的设置,以便更好的控制不同灰阶的显示,和/或开关薄膜晶体管2具有较大的栅极电容,较小的亚阈值摆幅,有利于降低电路工作电压以及提高电路工作速度。

具体的,上述实施例中,第一栅绝缘层31的氧化硅层与所述第二栅绝缘层32的氧化硅层(第二栅绝缘层32的下层321)同层设置,第一栅绝缘层31的下表面和第二栅绝缘层32的下表面(第一栅绝缘层靠近衬底的表面)处于同一个水平面,氮化硅层(第二栅绝缘层32的上层322)位于所述第一凹槽323内,且其上表面与所述第一栅绝缘层31的上表面处于同一个水平面,保证第一栅绝缘层和第二栅绝缘层厚度相同。其中,第二栅绝缘层的下层321和第二栅绝缘层的上层322的具体厚度没有限制要求,本领域技术人员可以根据实际需求灵活调整,只要满足第一栅绝缘层的厚度和第二栅绝缘层的厚度相同即可。

进一步的,如前所述,第一栅绝缘层31和第二栅绝缘层的下层321采用相同材料时,两者可以同一次工艺形成,节约工艺流程。

在上述示例中,形成第二栅绝缘层的材料不限于氧化硅和氮化硅,只要满足第二栅绝缘层的介电常数大于第一栅绝缘层的介电常数,以及薄膜晶体管的使用需求即可。

根据本发明的一个具体实施例,第一栅绝缘层为120纳米的氧化硅层,通过计算驱动薄晶体管的栅极电容为2.88*10-8(f/cm2),第二栅绝缘层的下层为80纳米的氧化硅层,第二栅绝缘层的上层为40纳米的氮化硅层,通过计算开关薄膜晶体管的栅极电容为3.38*10-8(f/cm2)。由此,驱动薄膜晶体管1具有较小的栅极电容,较大的亚阈值摆幅,更有利于该显示背板实现不同灰阶电压的设置,以便更好的控制不同灰阶的显示,开关薄膜晶体管2具有较大的栅极电容,较小的亚阈值摆幅,有利于降低电路工作电压以及提高电路工作速度。

在本发明的另一些实施例中,参照图2,第一栅绝缘层31为一层;所述第二栅绝缘层为一层,其中,第二栅绝缘层32包括基体相324和分散在基体相324中的分散相325。为了实现第一栅绝缘层的介电常数小于第二栅绝缘层的介电常数,在一些示例中,第一栅绝缘层为氧化硅层,第二栅绝缘层中的基体相324和分散相325中一个由氧化硅形成,另一个由氮化硅形成。由此,可以有效实现驱动薄膜晶体管1具有较小的栅极电容,较大的亚阈值摆幅,更有利于该显示背板实现不同灰阶电压的设置,以便更好的控制不同灰阶的显示,和/或开关薄膜晶体管2具有较大的栅极电容,较小的亚阈值摆幅,有利于降低电路工作电压以及提高电路工作速度。

在本发明的又一些实施例中,参照图3,第二栅绝缘层32为一层,第一栅绝缘层31为两层,第二栅绝缘层32和第一栅绝缘层31的下层311同工艺形成,第一栅绝缘层的上层312位于第一栅绝缘层的下层311的第二凹槽313内,并与第二栅绝缘层32上表面齐平。为了实现第一栅绝缘层的介电常数小于第二栅绝缘层的介电常数,在一些示例中,第一栅绝缘层31的下层311和第二栅绝缘层32为氮化硅层,填充在第二凹槽313中的第一栅绝缘层的上层312为氧化硅层。需要说明的是,图3中仅仅是以第一栅绝缘层31的下层311为氮化硅层,第一栅绝缘层31的上层312为氧化硅层为例,并非是对第二栅绝缘层具体结构和材料的限制,此时在制作上述结构的显示背板时,第一栅绝缘层31和第二子绝缘层311可以同步工艺形成,如此,可以节约工艺。

具体的,上述实施例中,第一栅绝缘层31的氮化硅层(第一栅绝缘层31的下层311)与第二栅绝缘层32的氮化硅层同层设置,第一栅绝缘层31的下表面和第二栅绝缘层32的下表面(第二栅绝缘层靠近衬底的表面)处于同一个水平面,氧化硅层(第一栅绝缘层31的上层312)位于所述第二凹槽313内,且其上表面与所述第二栅绝缘层32的上表面(第二栅绝缘层远离衬底的表面)处于同一个水平面,保证第一栅绝缘层和第二栅绝缘层厚度相同。其中,第一栅绝缘层的下层311和第一栅绝缘层的上层312的具体厚度没有限制要求,本领域技术人员可以根据实际需求灵活调整,只要满足第一栅绝缘层的厚度和第二栅绝缘层的厚度相同即可。

在本发明的又一些实施例中,参照图4,第一栅绝缘层31和第二栅绝缘层32均为两层,第一栅绝缘层31包括上表面具有第三凹槽314的第一栅绝缘层的下层311和填充在第三凹槽314中的第一栅绝缘层的上层312,其中,第一栅绝缘层的下层311和第一栅绝缘层的上层312中一个为氧化硅层,另一个为氮化硅层;第二栅绝缘层32包括上表面具有第四凹槽326的第二栅绝缘层的下层321和填充在第四凹槽326中的第二栅绝缘层的上层322,其中,第二栅绝缘层的下层321和第二栅绝缘层的上层322中一个为氧化硅层,另一个为氮化硅层。在一些示例中,第一栅绝缘层的下层311与第二栅绝缘层的下层321同工艺形成,第一栅绝缘层的上层312位于第一栅绝缘层的下层311的第三凹槽314内,第二栅绝缘层的上层322位于第二栅绝缘层的下层321的第四凹槽326内。需要说明的是,图4中仅仅是以第一栅绝缘层的下层311与第二栅绝缘层的下层321可以采用相同材料形成,第一栅绝缘层的上层312和第二栅绝缘层的上层322采用相同材料形成为例,并非是对第一栅绝缘层和第二栅绝缘层具体结构的限制,此时在制作上述结构的显示背板时,第一栅绝缘层的下层311与第二栅绝缘层的下层321可以同步工艺形成,如此,可以节约工艺,降低成本。

在上述示例中,当第一栅绝缘层的下层311与第二栅绝缘层的下层321为氧化硅层,第一栅绝缘层的上层312和第二栅绝缘层的上层322为氮化硅层时,第三凹槽的深度需小于第四凹槽的深度,结构示意图可参照图4,此时将氧化硅层与有源层接触设置,可以进一步提高有源层与栅绝缘层之间的接触效果,改善薄膜晶体管的特性;当第一栅绝缘层的下层311与第二栅绝缘层的下层321为氮化硅层,第一栅绝缘层的上层312和第二栅绝缘层的上层322为氧化硅层时,第三凹槽的深度需大于第四凹槽的深度(图中未示出)。由此便可保证第一栅绝缘层的平均介电常数小于第二栅绝缘层的平均介电常数,进而使得驱动薄膜晶体管具有较小的栅极电容,开关薄膜晶体管具有较大的栅极电容。

在本发明的又一些实施例中,参照图5,第一栅绝缘层31和第二栅绝缘层32均为一层结构。为了实现第一栅绝缘层的介电常数小于第二栅绝缘层的介电常数,第一栅绝缘层31为氧化硅层;第二栅绝缘层32为氮化硅层。由此,可以有效实现驱动薄膜晶体管1具有较小的栅极电容,较大的亚阈值摆幅,更有利于该显示背板实现不同灰阶电压的设置,以便更好的控制不同灰阶的显示,和/或开关薄膜晶体管2具有较大的栅极电容,较小的亚阈值摆幅,有利于降低电路工作电压以及提高电路工作速度。

根据本发明的实施例,为了提高显示背板的使用性能,参照图6,该显示背板可进一步包括遮光层72和缓冲层71,遮光层72和缓冲层71依次层叠设置在衬底10和有源层之间。由此,遮光层的设置可以防止环境光照射到有源层,影响有源层的性能,缓冲层的设置可以进一步提高薄膜晶体管的工作性能。在本发明的实施例中,形成遮光层和缓冲层的材料没有限制要求,本领域技术人员可以根据实际需求灵活选择,比如形成遮光层的材料包括但不限于金属,形成缓冲层的材料包括但不限于氮化硅、氧化硅或氮氧化硅。

根据本发明的实施例,参照图6,当该显示背板用于柔性显示器时,可以在衬底10和遮光层72之间设置柔性衬底73。由此,实现柔性显示背板的制作。

需要说明的是,文中术语“氮化硅层”是指利用氮化硅材料形成的膜层,术语“氧化硅层”是指利用材料氧化硅形成的膜层。

在本发明的另一方面,本发明提供了一种显示装置。根据本发明的实施例,所述显示装置包括前面所述的显示背板。由此,该显示装置的各个灰阶显示效果较佳,电路工作的电压较低,电路工作速度较快。当然,本领域技术人员可以理解,该显示装置具有前面所述的显示背板的所有特征和优点,在此不再一一赘述。

根据本发明的实施例,所述显示装置的具体种类没有限制要求,本领域技术人员可以根据实际情况灵活选择。在本发明的实施例中,上述显示装置可以为手机、电视、平板电脑、游戏机等一切具备显示功能的所有显示装备。

当然,本领域技术人员可以理解,除了前面所述的显示背板,该显示装置还具有常规显示装置所必备的结构或部件,以手机为例,除了前面所述的显示背板,还包括彩色滤光层、盖板、触摸模组、cpu处理器、照相模组等常规结构。

在本发明的又一方面,本发明提供了一种制作显示背板的方法。根据本发明的实施例,所述方法包括:在衬底上形成多个像素单元,形成每个像素单元包括形成驱动薄膜晶体管和开关薄膜晶体管的步骤。由此,该制备方法简单,工艺成熟,易于工业化生产,且由上述方法制作的显示背板中,由于驱动薄膜晶体管的介电常数小于开关薄膜晶体管的介电常数,驱动薄膜晶体管具有较小的栅极电容,较大的亚阈值摆幅,更有利于该显示背板实现不同灰阶电压的设置,以便更好的控制不同灰阶的显示,和/或开关薄膜晶体管具有较大的栅极电容,较小的亚阈值摆幅,有利于降低电路工作电压以及提高电路工作速度。

根据本发明的实施例,为了使得驱动薄膜晶体管的第一栅绝缘层的介电常数小于开关薄膜晶体管的第二栅绝缘层的介电常数,形成第一栅绝缘层的材料和形成第二栅绝缘层的材料不完全相同。根据本发明的实施例,为了进一步保证薄膜晶体管的使用性能,形成第一栅绝缘层的材料和形成第二栅绝缘层的材料分别选自氮化硅(sinx,介电常数约为7)和氧化硅(siox,介电常数约为4)中的至少之一。由此,不仅可以满足驱动薄膜晶体管的第一栅绝缘层的介电常数小于开关薄膜晶体管的第二栅绝缘层的介电常数的要求,还可以保证薄膜晶体管具有良好的使用性能。

根据本发明的实施例,为了满足多种设计需求,第一栅绝缘层和第二栅绝缘层分别为单层结构或多层结构。由此,可以根据实际需求,设计栅极电容尽可能小的驱动薄膜晶体管,栅极电容尽可能大的开关薄膜晶体管,进而改善显示背板不同灰阶电压的设置,以及降低电路工作电压以及提高电路工作速度。

根据本发明的实施例,制作上述显示背板的方法包括形成第一栅绝缘层和第二栅绝缘层的步骤,下面根据本发明的一些具体实施例,结合示意图详细介绍一下显示背板中第一栅绝缘层和第二栅绝缘层的制作步骤。

在本发明的一些实施例中,参照图7,第一栅绝缘层31和第二栅绝缘层32是通过以下步骤得到的:

步骤一:在衬底10上形成驱动薄膜晶体管的有源层作为第一有源层21,形成开关薄膜晶体管的有源层作为第二有源层22,结构示意图参照图7。

步骤二:在衬底形成第一绝缘层81,第一绝缘层81覆盖第一有源层21和所述第二有源层22,结构示意图参照图7。

在该步骤中,第一绝缘层的形成方法可以采用沉积的方法,比如化学气相沉积或物理气相沉积。由此,工艺成熟,易于工业化生产。

步骤三:在一些示例中,在第二有源层22对应的第一绝缘层81的上方区域形成第五凹槽83,结构示意图参照图8中的(a),在形成第五凹槽后便得到了第二栅绝缘层的下层321;在另一些示例中,在第一有源层21对应的第一绝缘层81的上方区域形成第六凹槽84,结构示意图参照图8中的(b),在形成第六凹槽后便得到了第一栅绝缘层的下层311;在又一些示例中,同时形成第五凹槽83和第六凹槽84,结构示意图参照图8中的(c)。

在该步骤中,可以通过刻蚀的方法形成第五凹槽或第六凹槽,具体的:采用光刻胶将不需形成第五凹槽或第六凹槽的部分的第一绝缘层遮挡住,然后通过干刻蚀或湿刻蚀(根据刻蚀液或刻蚀气体和所需第五凹槽或第六凹槽的厚度控制刻蚀时间)的方法刻蚀形成一定厚度的第五凹槽或第六凹槽,其中,对第五凹槽或第六凹槽的厚度不作限制要求,本领域技术人员可以根据薄膜晶体管的实际需求灵活选择。

步骤四:在第一绝缘层81的表面上形成第二绝缘层82,在步骤三中仅形成第五凹槽83的示例中,第二绝缘层82填充第五凹槽83,结构示意图分别参照图9中的(a);在步骤三中仅形成第六凹槽84的示例中,第二绝缘层82填充所述第六凹槽84,结构示意图分别参照图9中的(b);在步骤三中同时形成第五凹槽83和第六凹槽84的示例中,第二绝缘层82填充第五凹槽83和第六凹槽84,结构示意图分别参照图9中的(c)。

在该步骤中,当只有第五凹槽或第六凹槽时,为了节省工艺,可以在第一绝缘层81的表面上沉积一层与第五凹槽或第六凹槽厚度相同的第二绝缘层;当同时具有第五凹槽和第六凹槽时,沉积的第二绝缘层的厚度应该等于第五凹槽和第六凹槽中较深凹槽的深度。

步骤五:在步骤三中仅形成第五凹槽83的示例中,去除第五凹槽83之外的第二绝缘层82,以便得到第一栅绝缘层和第二栅绝缘层,结构示意图参照图10中的(a);在步骤三中仅形成第六凹槽84的示例中,去除第六凹槽84之外的第二绝缘层82,以便得到第一栅绝缘层和第二栅绝缘层,结构示意图参照图10中的(b);在步骤三中同时形成第五凹槽83和第六凹槽84的示例中,去除第五凹槽83和第六凹槽84之外的第二绝缘层82,以便得到第一栅绝缘层和第二栅绝缘层,结构示意图参照图10中的(c)。从而,去除第五凹槽83之外的第二绝缘层后即得到第二栅绝缘层的上层322和第二栅绝缘层的下层321,进而形成第二栅绝缘层32;去除第六凹槽84之外的第二绝缘层后即得到第一栅绝缘层的上层312和第一栅绝缘层的下层311,进而形成第一栅绝缘层31。

在上述步骤中,可以通过刻蚀除去第五凹槽83和/或第六凹槽之外的第二绝缘层82,具体的:采用光刻胶将形成在第五凹槽和/或第六凹槽中的第二绝缘层遮挡住,然后通过干刻蚀或湿刻蚀(根据刻蚀气体(比如六氟化硫,简称sf6)或刻蚀液的浓度等条件控制刻蚀时间)的方法刻蚀掉不需要的第二绝缘层,进而得到所需的第二栅绝缘层的上层322和/或第一栅绝缘层的上层312。

其中,当同时具有第五凹槽和第六凹槽,且第五凹槽和第六凹槽深度不同时,可通过两步刻蚀的方法制作第一栅绝缘层的上层312和第二栅绝缘层的上层322,下面以第五凹槽的深度大于第六凹槽的深度为例详细说明:参照图11中的(a)-(e),在第一绝缘层81的表面上沉积一层与第五凹槽深度相等的第二绝缘层82后,在第五凹槽83和第六凹槽84对应的第二绝缘层82的表面上在设置光刻胶34(结构示意图参照图11中的(a));通过刻蚀的方法去除没有被光刻胶34遮挡的第二绝缘层82(结构示意图参照图11中的(b));之后去除第六凹槽84处对应设置的光刻胶,即仅保留第五凹槽83处对应的光刻胶34(结构示意图参照图11中的(c));再次通过刻蚀的方法刻蚀掉一定厚度的第二绝缘层82,使得第六凹槽84中剩余的第二绝缘层82(即:第一栅绝缘层的上层312)的厚度与第六凹槽的深度相同,以便得到第一栅绝缘层的上层312(结构示意图参照图11中的(d));最后除去光刻胶34,得到第二栅绝缘层的上层322(结构示意图参照图11中的(e))。

根据本发明的实施例,为了使得驱动薄膜晶体管的第一栅绝缘层的介电常数小于开关薄膜晶体管的第二栅绝缘层的介电常数,当只有第五凹槽时,第一栅绝缘层31可以为氧化硅层,第二栅绝缘层32的下层321为氧化硅层,第二栅绝缘层的上层322为氮化硅层,即形成第一绝缘层的材料为氧化硅,形成第二绝缘层的材料为氮化硅;当只有第六凹槽时,第二栅绝缘层32可以为氮化硅层,第一栅绝缘层的下层311为氮化硅层,第一栅绝缘层的上层312为氧化硅层,即形成第一绝缘层的材料为氮化硅,形成第二绝缘层的材料为氧化硅;当同时具有第五凹槽和第六凹槽,且第五凹槽的深度小于第六凹槽的深度时,则第一栅绝缘层的下层311为氧化硅层,第一栅绝缘层的上层312为氮化硅层,第二栅绝缘层的下层321为氧化硅层,第二栅绝缘层的上层322为氮化硅层;当同时具有第五凹槽和第六凹槽,且第五凹槽的深度大于第六凹槽的深度时,则第一栅绝缘层的下层311为氮化硅层,第一栅绝缘层的上层312为氧化硅层,第二栅绝缘层的下层321为氮化硅层,第二栅绝缘层的上层322为氧化硅层。

根据本发明的实施例,上述制作显示背板的工艺中,除了形成第一栅绝缘层31和第二栅绝缘层32,还包括制作栅极(包括驱动薄膜晶体管1的栅极41和开关薄膜晶体管2的栅极42)、源漏极(包括驱动薄膜晶体管1的源极51与漏极52和开关薄膜晶体管2的源极53和漏极54)以及层间介质层60的方法,其具体工艺为本领域中常规制作方法,在此不再一一详细赘述,结构示意图参照图1(图中第一凹槽323等价第五凹槽83)、图3(图中的第二凹槽313等价第六凹槽84)和图4(图中的第三凹槽314等价第六凹槽84,第四凹槽326等价第五凹槽83)。

如前所述,第五凹槽或第六凹槽并没有贯穿第一绝缘层,即形成凹槽后,第一有源层或第二有源层的表面上依然设置有部分第一绝缘层,在本发明的另一些实施例中,参照图12和图13,第五凹槽83或第六凹槽84可以贯穿第一绝缘层81,之后在第五凹槽中形成第二栅绝缘层,或在第六凹槽中形成第一栅绝缘层,此时第一栅绝缘层和第二栅绝缘层均为单层结构。下面以第五凹槽83贯穿第一绝缘层81为例,详细说明第一栅绝缘层和第二栅绝缘层的形成方法:

在第一绝缘层的表面上和第五凹槽内沉积形成与第一绝缘层等厚度的第二绝缘层,之后通过刻蚀去除第一绝缘层表面上的第二绝缘层,即得到第一栅绝缘层31和第二栅绝缘层32,其中,形成第二绝缘层的材料可以单一材料(参照图12),即第二栅绝缘层32是由单一材料形成的,此时若第一栅绝缘层31(或第一绝缘层)为氧化硅层,则第二栅绝缘层32可以为氮化硅层,最终得到的显示背板的结构示意图可参照图5;形成第二绝缘层82的材料也可以是多种混合材料(参照图13),以两种材料为例,便可以理解为第二栅绝缘层32包括基体相324和分散于基体相中的分散相325,此时,若第一栅绝缘层为氧化硅层,则第二栅绝缘层中的基体相和分散相中一个为氧化硅,另一个为氮化硅,最终得到的显示背板板的结构示意图可参照图2。

根据本发明的实施例,上述制作显示背板的方法可以用于制作前面所述的显示背板,其中对第一栅绝缘层、第二栅绝缘层、有源层、栅极、源漏极、层间介质层等结构的要求与前面所述的一致,在此不做过多的赘述。

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。

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