一種低溫多晶硅薄膜晶體管陣列基板及其制備方法、顯示裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種低溫多晶硅薄膜晶體管陣列基板及其制造方法和顯示裝置。該陣列基板，包括：基板；設置在所述基板上的多晶硅有源層；設置在所述有源層上的第一絕緣層；設置在所述第一絕緣層上的多個柵極和柵線；設置在所述柵極上的第二絕緣層；設置在所述第二絕緣層上的源極、漏極和數(shù)據(jù)線；以及與所述漏極電連接的像素電極；所述源極覆蓋所述多個柵極。將柵極多柵結(jié)構集成在源極線正下方，不但減小了漏電流，還提高了面板的開口率。
【專利說明】一種低溫多晶硅薄膜晶體管陣列基板及其制備方法、顯示 裝置

【技術領域】
[0001] 本發(fā)明涉及顯示【技術領域】，特別涉及一種陣列基板及其制造方法和顯示裝置。

【背景技術】
[0002] 在顯示【技術領域】，非晶娃（a -Si)技術和低溫多晶娃（Low Temperature Poly-silicon，簡稱：LTPS)技術應用較為廣泛。其中，隨著顯示技術的發(fā)展，LTPS技術憑借 其高效能和高清晰的特點，得到了越來越廣泛的應用。
[0003] 對于LTPS結(jié)構，漏電流的大小是一個重要指標。漏電流過大造成驅(qū)動電壓無法保 持，會出現(xiàn)顯示方面的不良。目前，減小LTPS漏電流的方法是采用雙柵或多柵結(jié)構，例如圖 1所示的雙柵結(jié)構。雖然通過采用多個柵極，能夠有效降低溝道中的電場分布，減少熱載流 子效應并抑制泄漏電流。但是柵極一般采用導電性能較好的金屬材料，例如鑰或鑰鋁合金 等，這些材料本身不透光。所以采用雙柵或多柵結(jié)構不利于開口率的提高。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明提供一種低溫多晶硅薄膜晶體管陣列基板及其制造方法和顯示裝置，不但 降低了漏電流的產(chǎn)生，還提高了面板的開口率。
[0005] 為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供一種低溫多晶硅薄膜晶體管陣列基板，包括：基板； 設置在所述基板上的多晶硅有源層；設置在所述有源層上的第一絕緣層；設置在所述第一 絕緣層上的多個柵極和柵線；設置在所述柵極上的第二絕緣層；設置在所述第二絕緣層上 的源極、漏極和數(shù)據(jù)線；以及與所述漏極電連接的像素電極；所述源極覆蓋所述多個柵極。
[0006] 優(yōu)選的，所述陣列基板的有源層下方還設置有緩沖層。
[0007] 優(yōu)選的，所述陣列基板的多個柵極為2至5個。
[0008] 優(yōu)選的，所述陣列基板還包括與所述像素電極同層設置的公共電極。
[0009] 優(yōu)選的，所述陣列基板還包括設置在所述像素電極上方的第三絕緣層，以及設置 在所述第三絕緣層上的狹縫狀公共電極。
[0010] 優(yōu)選的，所述陣列基板的第二絕緣層為樹脂材料。
[0011] 優(yōu)選的，所述樹脂材料包括聚甲基丙烯酸甲酯和感光劑。
[0012] 優(yōu)選的，所述第二絕緣層的厚度為1. 5-2. 0 μ m。
[0013] 本發(fā)明提供一種低溫多晶硅薄膜晶體管陣列基板的制造方法，包括：
[0014] 在襯底基板上形成有源層、第一絕緣層、多個柵極；
[0015] 在形成有所述有源層、第一絕緣層、柵極的基板上形成包括第一過孔和第二過孔 的第二絕緣層；
[0016] 在形成第二絕緣層的基板上形成包括源極和漏極的圖形，所述源極覆蓋所述多個 柵極；
[0017] 在形成包括源極和漏極的圖形的基板上形成包括像素電極的圖形，所述像素電極 與所述漏極連接。
[0018] 優(yōu)選的，所述在襯底基板上形成有源層、第一絕緣層、柵極包括：
[0019] 在基板上沉積緩沖層和非晶硅薄膜，將非晶硅轉(zhuǎn)化成低溫多晶硅，通過構圖工藝 形成包括有源層的圖形；
[0020] 在形成有所述有源層的基板上形成第一絕緣層的圖形；
[0021] 在形成有所述第一絕緣層的基板上沉積柵金屬薄膜，通過構圖工藝形成包括多個 柵極的圖形。
[0022] 優(yōu)選的，所述低溫多晶硅薄膜晶體管陣列基板的制造方法，還包括：
[0023] 在形成像素電極的圖形的基板上形成第三絕緣層。
[0024] 在形成第三絕緣層的基板上沉積透明導電薄膜，通過構圖工藝形成包括公共電極 的圖形。
[0025] 優(yōu)選的，所述第二絕緣層為通過旋轉(zhuǎn)涂覆形成的樹脂層。
[0026] 本發(fā)明提供一種顯示裝置，包括上述的低溫多晶硅薄膜晶體管陣列基板。
[0027] 本發(fā)明具有以下有益效果：將柵極多柵結(jié)構集成在源極線正下方，不但提高了面 板的開口率，還減小了漏電流。在柵極和源漏極之間增加介電常數(shù)小的樹脂層，避免了因柵 極與源極信號線重疊產(chǎn)生的耦合電容，從而降低了漏電流的產(chǎn)生。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0028] 圖1是現(xiàn)有技術中雙柵結(jié)構陣列基板的平面圖；
[0029] 圖2A是本發(fā)明陣列基板第一實施例的平面圖；
[0030] 圖2B是圖2A中A-B向的剖面圖；
[0031] 圖3A是本發(fā)明陣列基板第六實施例第一次構圖工藝的平面圖；
[0032] 圖3B是圖2A中A-B向的剖面圖；
[0033] 圖4A是本發(fā)明陣列基板第六實施例第二次構圖工藝的平面圖；
[0034] 圖4B是圖3A中A-B向的剖面圖；
[0035] 圖5A是本發(fā)明陣列基板第六實施例第三次構圖工藝的平面圖；
[0036] 圖5B是圖4A中A-B向的剖面圖；
[0037] 圖6A是本發(fā)明陣列基板第六實施例第四次構圖工藝的平面圖；
[0038] 圖6B是圖4A中A-B向的剖面圖；
[0039] 圖7A是本發(fā)明陣列基板第六實施例第五次構圖工藝的平面圖；
[0040] 圖7B是圖6A中A-B向的剖面圖；
[0041] 圖8A是本發(fā)明陣列基板第六實施例第六次構圖工藝的平面圖；
[0042] 圖8B是圖7A中A-B向的剖面圖；
[0043] 圖9A是本發(fā)明陣列基板第六實施例第七次構圖工藝的平面圖；
[0044] 圖9B是圖8A中A-B向的剖面圖。
[0045] 附圖標識說明：
[0046] 1.基板；2.有源層；3.第一絕緣層；4.第二絕緣層；5.源極；6.漏極；7.柵極； 8.像素電極；9.第三絕緣層；10.公共電極

【具體實施方式】
[0047] 為使本領域的技術人員更好地理解本發(fā)明的技術方案，下面結(jié)合附圖對本發(fā)明提 供的陣列基板及其制造方法和顯示裝置進行詳細描述。
[0048] 實施例一：
[0049] 實施例一提供了一種低溫多晶硅薄膜晶體管陣列基板。如圖2A和2B所示，其中 圖2A為實施例一陣列基板的俯視圖，圖2B為圖2A沿A-B方向的剖面圖。實施例一的陣列 基板包括：基板1 ;設置在基板1上的多晶硅有源層2 ;設置在有源層2上的第一絕緣層3 ; 設置在第一絕緣層3上的多個柵極7和柵線；設置在柵極7上的第二絕緣層4 ;設置在第二 絕緣層4上的源極5、漏極6和數(shù)據(jù)線以及與所述漏極6電連接的像素電極8 ;所述源極5 覆蓋所述多個柵極7。
[0050] 如圖2B所示，所述多個柵極為3個。將柵極多柵結(jié)構集成在源極線正下方，提高 了面板的開口率。
[0051] 在本實施例的陣列基板還包括設置在所述像素電極8上方的第三絕緣層9,以及 設置在所述第三絕緣層9上的狹縫狀公共電極10。
[0052] 其中，所述像素電極8和公共電極10均采用氧化銦鎵鋅、氧化銦鋅（Indium Zinc Oxide,簡稱IZ0)、氧化銦錫（Indium Tin Oxide,簡稱ΙΤ0)、氧化銦鎵錫中的至少一種形成。
[0053] 其中，所述第一絕緣層3、第二絕緣層4、第三絕緣層9可以采用硅氧化物、硅氮化 物、鉿氧化物或鋁氧化物中的至少一種形成；所述柵極7、源極5和漏極6可以均采用鑰、鑰 鈮合金、鋁、鋁釹合金、鈦或銅中的至少一種形成；所述有源層2采用低溫多晶硅材料形成。
[0054] 實施例二
[0055] 本實施例提供的低溫多晶硅薄膜晶體管陣列基板與實施例一類似，其區(qū)別之處在 于：本實施例的陣列基板包含的多個柵極7為2個。當然，本領域技術人員根據(jù)需要也可以 選擇采用4個柵極或5個柵極。
[0056] 實施例三
[0057] 本實施例提供的低溫多晶硅薄膜晶體管陣列基板與實施例一類似，其區(qū)別之處在 于：所述有源層2下方還設置有緩沖層。
[0058] 實施例四
[0059] 本實施例提供的低溫多晶硅薄膜晶體管陣列基板與實施例一類似，其區(qū)別之處在 于：本實施例的陣列基板的公共電極與像素電極設置在同一層，形成IPS的結(jié)構。
[0060] 實施例五
[0061] 本實施例提供的低溫多晶硅薄膜晶體管陣列基板與實施例一類似，其區(qū)別之處在 于：本實施例所述的陣列基板包括的第二絕緣層4為樹脂材料。樹脂材料包括聚甲基丙烯 酸甲酯和感光劑。第二絕緣層4的厚度為1. 5-2. 0 μ m。
[0062] 實施例六
[0063] 在闡述具體制備方法之前，應該理解，在本發(fā)明中，構圖工藝，可只包括光刻工藝， 或，包括光刻工藝以及刻蝕步驟，同時還可以包括打印、噴墨等其他用于形成預定圖形的工 藝；光刻工藝，是指包括成膜、曝光、顯影等工藝過程的利用光刻膠、掩膜板、曝光機等形成 圖形的工藝?？筛鶕?jù)本發(fā)明中所形成的結(jié)構選擇相應的構圖工藝。
[0064] 實施例六提供的低溫多晶硅薄膜晶體管陣列基板的制備方法具體包括如下步 驟：
[0065] 步驟SI :在基板上沉積非晶硅薄膜，將非晶硅轉(zhuǎn)變成低溫多晶硅，通過構圖工藝 形成包括有源層2的圖形。
[0066] 在本步驟中，如圖3A和3B所示，在所述基板1上使用化學氣相沉積（CVD)方法沉 積非晶硅層。優(yōu)選地，采用準分子激光退火（ELA)方法將非晶硅晶化為低溫多晶硅；然后進 行光刻及刻蝕步驟形成所需要的所述圖形化低溫多晶硅層。
[0067] 步驟S2 :在完成步驟S1的基板上形成第一絕緣層3的圖形。
[0068] 在本步驟中，如圖4A和4B所示，在完成步驟S1的基板1上采用化學氣相沉積 (Chemical Vapor Deposition,簡稱CVD)法形成第一絕緣層3,第一絕緣層3的厚度范圍為 1000A-6000 A。第一絕緣層3 -般采用透明材料（硅氧化物、硅氮化物、鉿氧化物或鋁 氧化物）形成。
[0069] 步驟S3 :在完成步驟S2的基板上沉積柵金屬薄膜，通過構圖工藝形成包括柵極7 和柵線的圖形。
[0070] 在本步驟中，如圖4A和4B所示，在完成步驟S2的基板1上形成柵極金屬薄膜，金 屬薄膜可采用鑰、鑰鈮合金、鋁、鋁釹合金、鈦或銅中的至少一種，通過構圖工藝形成包括柵 極7和柵線的圖形，所述柵極7和所述柵線相連。以柵極7為掩膜板，對有源層進行摻雜。 所述柵極為三柵極或多柵極圖案，呈梳狀分布，多柵結(jié)構集成在源極線正下方。
[0071] 其中，形成金屬薄膜采用沉積法、濺射法或熱蒸發(fā)法，金屬薄膜的厚度范圍為 1000A-7000 A。在所述構圖工藝中，先在金屬薄膜上涂覆一層光刻膠，采用掩膜板對所 述光刻膠進行曝光、顯影、刻蝕、剝離，以形成包括柵極7和柵線的圖形。
[0072] 將多柵結(jié)構集成在源極信號線正下方，不但降低了漏電流的產(chǎn)生，還提高了面板 的開口率。
[0073] 步驟S4 :在完成步驟S3的基板上旋轉(zhuǎn)涂覆一層大概3 μ m樹脂層，形成第二絕緣 層4。通過構圖工藝在第一絕緣層3和第二絕緣層4上形成過孔。
[0074] 在本步驟中，如圖5A和5B所示，在完成步驟S3的基板1采用旋轉(zhuǎn)涂覆的方法涂 覆一層樹脂層，形成第二絕緣層4。通過構圖工藝在第一絕緣層3和第二絕緣層4上形成過 孔。
[0075] 在柵極7和源漏極之間增加介電常數(shù)小的樹脂層，避免了因柵極與源極信號線重 疊產(chǎn)生的耦合電容。
[0076] 步驟S5 :在完成步驟S4的基板上沉積源漏金屬薄膜，通過構圖工藝形成包括源極 5和漏極6的圖形。
[0077] 在本步驟中，如圖6A和6B所示，在完成步驟S4的基板1上形成金屬薄膜，通過構 圖工藝形成包括源極5、漏極6和數(shù)據(jù)線的圖形，所述源極5和漏極6位于第二絕緣層4的 上方兩側(cè)，通過第二絕緣層4和第一絕緣層3的過孔與有源層2摻雜區(qū)相連。
[0078] 其中，形成金屬薄膜采用沉積法、濺射法或熱蒸發(fā)法。在所述構圖工藝中，先在金 屬薄膜上涂覆一層光刻膠，采用掩膜板對所述光刻膠進行曝光、顯影、刻蝕、剝離，以形成包 括源極5、漏極6和數(shù)據(jù)線的圖形。金屬薄膜可采用鑰、鑰鈮合金、鋁、鋁釹合金、鈦或銅中的 至少一種。
[0079] 步驟S6 :在完成步驟S5的基板上沉積透明導電薄膜，通過構圖工藝形成包括像素 電極8的圖形，所述像素電極8與所述漏極6電連接。
[0080] 在本步驟中，如圖7A和7B所示，在完成步驟S5的基板上形成像素電極膜，通過構 圖工藝形成包括像素電極8的圖形。所述像素電極8位于漏極6和第二絕緣層4的上方， 所述像素電極8與所述漏極6電連接。
[0081] 其中，形成像素電極薄膜采用化學氣相沉積法、濺射法或熱蒸發(fā)法，像素電極薄膜 的厚度范圍為丨00 A -1000 A。在所述構圖工藝中，先在像素電極薄膜上涂覆一層光刻 膠，采用掩膜板對所述光刻膠進行曝光、顯影、刻蝕、剝離，以形成像素電極8的圖形。
[0082] 步驟S7 :在完成步驟S6的基板上沉積第三絕緣層9,通過構圖工藝形成過孔。
[0083] 在本步驟中，如圖8A和8B所示，在完成步驟S6的基板1上形成鈍化層薄膜，通過 構圖工藝形成第三絕緣層9 (PVX)圖形，所述第三絕緣層9圖形覆蓋所述源極5、漏極6和像 素電極8。
[0084] 其中，形成第三絕緣層9薄膜采用沉積法、濺射法或熱蒸發(fā)法，鈍化層薄膜的厚度 范圍為1000A-6000 A。在所述構圖工藝中，先在第三絕緣層9薄膜上涂覆一層光刻膠， 采用掩膜板對所述光刻膠進行曝光、顯影、刻蝕、剝離，以形成包括第三絕緣層9和過孔的 圖形。與第一絕緣層3類似，第三絕緣層9 一般采用透明材料（硅氧化物、硅氮化物、鉿氧 化物或鋁氧化物）形成。
[0085] 此時，第三絕緣層9形成在數(shù)據(jù)線、源極5和漏極6的上方并延伸至陣列基板的 外圍引線區(qū)域，在陣列基板的外圍引線區(qū)域設置有數(shù)據(jù)線驅(qū)動信號引入電極，第三絕緣層9 在對應數(shù)據(jù)線驅(qū)動信號引入電極的位置開設有過孔，所述數(shù)據(jù)線與數(shù)據(jù)線驅(qū)動信號引入電 極通過過孔綁定在一起。
[0086] 步驟S8 :在完成步驟S7的基板上沉積透明導電薄膜，通過構圖工藝形成包括公共 電極10的圖形。
[0087] 在本步驟中，如圖9A和9B所示，在完成步驟S7的基板1上形成公共電極薄膜，通 過構圖工藝在第三絕緣層9上方形成包括公共電極10的圖形。其中，形成公共電極薄膜采 用沉積法、濺射法或熱蒸發(fā)法。在所述構圖工藝中，先在公共電極薄膜上涂覆一層光刻膠， 采用掩膜板對所述光刻膠進行曝光、顯影、刻蝕、剝離，以形成包括公共電極10的圖形。公 共電極10為呈梳狀分布的狹縫電極。
[0088] 在上述陣列基板的制備方法中，在形成各層結(jié)構時，還可以通過使用半色調(diào)或灰 色調(diào)掩膜板等方式來減少構圖工藝的次數(shù)，本實施例并不限定。
[0089] 本實施例中，陣列基板將多柵極集成在源極信號線正下方，不但降低了漏電流的 產(chǎn)生，還提高了面板的開口率；在柵極與源漏極之間增加介電常數(shù)小的樹脂層，避免了因柵 極與源極信號線重疊產(chǎn)生的耦合電容。
[0090] 本發(fā)明實施例還提供了一種顯示裝置，其包括上述任意一種陣列基板。所述顯示 裝置可以為：液晶面板、電子紙、0LED面板、手機、平板電腦、電視機、顯示器、筆記本電腦、 數(shù)碼相框、導航儀等任何具有顯示功能的產(chǎn)品或部件。
[0091] 可以理解的是，以上實施方式僅僅是為了說明本發(fā)明的原理而采用的示例性實施 方式，然而本發(fā)明并不局限于此。對于本領域內(nèi)的普通技術人員而言，在不脫離本發(fā)明的精 神和實質(zhì)的情況下，可以做出各種變型和改進，這些變型和改進也視為本發(fā)明的保護范圍。
【權利要求】
1. 一種低溫多晶硅薄膜晶體管陣列基板，包括：基板；設置在所述基板上的多晶硅有 源層；設置在所述有源層上的第一絕緣層；設置在所述第一絕緣層上的多個柵極和柵線； 設置在所述柵極上的第二絕緣層；設置在所述第二絕緣層上的源極、漏極和數(shù)據(jù)線以及與 所述漏極電連接的像素電極；其特征在于：所述源極覆蓋所述多個柵極。
2. 根據(jù)權利要求1所述的陣列基板，其特征在于：所述有源層下方還設置有緩沖層。
3. 根據(jù)權利要求1或2所述的陣列基板，其特征在于：所述多個柵極為2至5個。
4. 根據(jù)權利要求3所述的陣列基板，其特征在于：還包括與所述像素電極同層設置的 公共電極。
5. 根據(jù)權利要求3所述的陣列基板，其特征在于：還包括設置在所述像素電極上方的 第三絕緣層，以及設置在所述第三絕緣層上的狹縫狀公共電極。
6. 根據(jù)權利要求3所述的陣列基板，其特征在于：還包括與所述柵極同層設置的公共 電極。
7. 根據(jù)權利要求3所述的陣列基板，其特征在于：所述第二絕緣層為樹脂材料。
8. 根據(jù)權利要求6所述的陣列基板，其特征在于：所述樹脂材料包括聚甲基丙烯酸甲 酯和感光劑。
9. 根據(jù)權利要求7所述的陣列基板，其特征在于：所述第二絕緣層的厚度為 L 5_2· Ο μ m〇
10. -種低溫多晶硅薄膜晶體管陣列基板的制造方法，其特征在于，包括： 在襯底基板上形成有源層、第一絕緣層、多個柵極； 在形成有所述有源層、第一絕緣層、柵極的基板上形成包括第一過孔和第二過孔的第 二絕緣層； 在形成第二絕緣層的基板上形成包括源極和漏極的圖形，所述源極覆蓋所述多個柵 極； 在形成包括源極和漏極的圖形的基板上形成包括像素電極的圖形，所述像素電極與所 述漏極連接。
11. 根據(jù)權利要求9所述的陣列基板的制造方法，其特征在于，所述在襯底基板上形成 有源層、第一絕緣層、柵極包括： 在基板上沉積緩沖層和非晶硅薄膜，將非晶硅轉(zhuǎn)化成低溫多晶硅，通過構圖工藝形成 包括有源層的圖形； 在形成有所述有源層的基板上形成第一絕緣層的圖形； 在形成有所述第一絕緣層的基板上沉積柵金屬薄膜，通過構圖工藝形成包括多個柵極 的圖形。
12. 根據(jù)權利要求10所述的陣列基板的制造方法，其特征在于，所述方法還包括： 在形成像素電極的圖形的基板上形成第三絕緣層。 在形成第三絕緣層的基板上沉積透明導電薄膜，通過構圖工藝形成包括公共電極的圖 形。
13. 根據(jù)權利要求9所述的陣列基板的制造方法，其特征在于，所述第二絕緣層為通過 旋轉(zhuǎn)涂覆形成的樹脂層。
14. 一種顯示裝置，其特征在于，包括權利要求1至9任一項所述的陣列基板。
【文檔編號】H01L21/77GK104103646SQ201410305957
【公開日】2014年10月15日 申請日期:2014年6月30日 優(yōu)先權日:2014年6月30日
【發(fā)明者】張家祥, 姜曉輝, 閻長江 申請人:京東方科技集團股份有限公司, 北京京東方光電科技有限公司