Tft陣列基板及量子點發光二極體顯示器件的製作方法
2023-06-13 14:00:21
專利名稱：Tft陣列基板及量子點發光二極體顯示器件的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及顯示技術領域，尤其涉及一種TFT陣列基板及量子點發光二極體顯示器件。
背景技術：
目前，有源陣列顯示面板中使用的薄膜電晶體(TFT)陣列基板的TFT由依次設置的柵極、氧化物半導體層、以及源漏極組成，在其製備過程中受到製備工藝的限制，一般會在氧化物半導體層和源漏極之間設置刻蝕阻擋層，以防止在對源漏極層進行構圖時，刻蝕液對位於其下層的氧化物半導體層影響。而設置的刻蝕阻擋層會增加TFT在製備過程中的製備工藝。量子點又可稱為納米晶，是一種由II — VI族或III — V族元素組成的納米顆粒。量子點的粒徑一般介於I IOnm之間，由於電子和空穴被量子限域，連續的能帶結構變成具有分子特性的分立能級結構，受激後可以發射螢光。可以通過改變量子點的尺寸大小來控制量子點的發射光譜，通過改變量子點的尺寸和它的化學組成可以使其發射光譜覆蓋整個可見光區。以CdTe量子為例，當它的粒徑從2. 5nm生長到4. Onm時，它們的發射波長可以從51Onm紅移到660nm。目前，量子點作為一種顯示材料且已經被廣泛使用在了顯示領域，利用量子點作為發光材料而製造出的顯示器件稱為量子點發光二極體顯示器件(QD-LED，Quantum DotLight — Emitting Display)。現有的QD-LED顯示器件採用的結構和有機電致發光顯示器件(OLED, Organic Light — Emitting Display)相類似,然而現有的QD-LED顯示器件的製備需要較多的工藝步驟，製備效率較低，並且生產出的產品良率也較低，增加了生產成本。
實用新型內容本實用新型實施例提供了一種TFT陣列基板及量子點發光二極體顯示器件，用以優化現有的TFT陣列基板以及QD-LED器件結構和製備工藝，降低生產成本。本實用新型實施例提供了一種薄膜電晶體TFT陣列基板，在所述TFT陣列基板的TFT結構中的源漏極直接設置於氧化物半導體層之上。本實用新型實施例提供了一種量子點發光二極體顯示器件，包括下襯底基板；位於所述下襯底基板上的氧化物半導體層；直接設置於所述氧化物半導體層之上的源漏極，所述源漏極相對而置形成溝道結構；位於所述源漏極上的絕緣層，所述絕緣層與每個像素單元的開口區域對應的位置具有一個或多個微孔結構；位於所述絕緣層的微孔結構中的量子點發光層；位於所述絕緣層上的透明電極；[0014]直接設置於所述透明電極之上且位於所述溝道結構上方的柵極；以及，位於所述柵極上的上襯底基板。本實用新型實施例的有益效果包括本實用新型實施例提供的一種TFT陣列基板及量子點發光二極體顯示器件，採用半色調掩膜板以及雙氧水刻蝕液，可以通過一次構圖工藝分別在氧化物半導體層形成氧化物半導體層的圖形，以及在源漏極層形成源漏極的圖形，這樣，就可以在TFT結構中將源漏極直接設置在氧化物半導體層之上，不用在兩者之間設置刻蝕阻擋層；並將該TFT結構的頂柵型結構應用於QD-LED顯示器件的結構中，能實現結構簡單的TFT陣列基板以及QD-LED器件，節省其製作工藝流程，降低了生產成本。
圖1為本實用新型實施例提供的QD-LED的結構示意圖之一；圖2為本實用新型實施例提供的QD-LED的結構示意圖之二 ；圖3為本實用新型實施例提供的QD-LED的結構示意圖之三；圖4為本實用新型實施例提供的QD-LED製備方法的流程圖。
具體實施方式
以下結合附圖，對本實用新型實施例提供的TFT陣列基板及量子點發光二極體顯示器件的具體實施方式
進行詳細地說明。附圖中各層薄膜厚度和區域大小不反映真實比例，目的只是示意說明本實用新型內容。本實用新型實施例提供的一種TFT陣列基板中，在TFT陣列基板的TFT結構中的源漏極直接設置於氧化物半導體層之上，省去了在兩者之間設置的刻蝕阻擋層。具體地，源漏極的材料一般為銅Cu 或鑰Mo等金屬。具體地，本實用新型實施例提供的上述TFT結構可以應用於頂柵型TFT陣列基板，也可應用於底柵型TFT陣列基板，在不做限定。本實用新型實施例提供的上述TFT陣列基板的製備方法，具體為依次形成氧化物半導體層和源漏極，其中，源漏極一般由金屬銅Cu或鑰Mo製成；採用半色調掩膜板以及第一雙氧水刻蝕液，通過一次構圖工藝分別在氧化物半導體層形成氧化物半導體層的圖形，以及在源漏極層形成源漏極的圖形。具體地，該第一雙氧水刻蝕液具體包括雙氧水、源漏極層離子絡合劑、雙氧水的穩定劑以及表面活性劑，且該第一雙氧水刻蝕液的PH值在6-8之間。其中，雙氧水的含量為5%_20%之間，表面活性劑的含量在1%_10%之間，源漏極層離子絡合劑的含量具體根據所需要刻蝕掉的源漏極材料的量而定。使用上述刻蝕液刻蝕源漏極層時不會刻蝕氧化物半導體材料，因此，在源漏極和氧化物半導體之間就不需要製備一層保護氧化物半導體不被刻蝕的刻蝕阻擋層，相對於現有的膜層結構節省了掩膜板和製備工藝，從而能夠節省成本。具體地，本實用新型實施例還提供了一種利用上述TFT結構的量子點發光二極體顯示器件，如圖1和圖2所示，包括[0031]下襯底基板I;位於下襯底基板I上的氧化物半導體層3 ；直接設置於氧化物半導體層3之上的源漏極4和5，源漏極4和5相對而置形成溝道結構；位於源漏極4和5上的絕緣層6，絕緣層與每個像素單元的開口區域對應的位置具有一個或多個微孔結構；其中，圖1示出了一個微孔結構的QD-LED器件，圖2示出了多個微孔結構的QD-LED器件；位於絕緣層6的微孔結構中的量子點發光層7 ；位於絕緣層6上的透明電極8 ；直接設置於透明電極8之上且位於溝道結構上方的柵極9 ;以及，位於柵極9上的上襯底基板11。本實用新型實施例提供的上述QD-LED器件，其工作原理如下在柵極9通電時，與柵極9相連的透明電極8向量子點發光層7注入空穴載流子，同時在柵極9下方的氧化物半導體3中會形成一條電流通道，電子載流子從漏極5通過電流通道經過源極4注入量子點發光層7，空穴和電子載流子在量子點發光層7複合導致發光。本實用新型實施例提供的上述QD-LED器件，在具體實施時，可以使用半色調掩膜板或灰色調掩膜板，利用一次構圖工藝分別在源漏極層形成源極和漏極的圖形，在氧化物半導體層形成有源層的圖形，具體地，在本次構圖工藝中對源漏極層所使用的刻蝕液的成分包括雙氧水、源漏極離子絡合劑、雙氧水的穩定劑，以及表面活性劑，且該刻蝕液的PH值在6-8之間；其中雙氧水的含量為5%-20%之間，表面活性劑的含量在1%_10%之間，源漏極離子絡合劑的含量具體根據所需要刻蝕掉的源漏極的量而定。使用上述刻蝕液刻蝕源漏極時不會刻蝕氧化物半導體材料，因此，在源漏極和氧化物半導體之間就不需要製備一層保護氧化物半導體不被刻蝕的保護層，相對於現有的膜層結構節省了掩膜板和製備工藝，從而能夠節省成本。同理，製備透明電極的材料可以為ITO或ΙΖ0，製備柵極的材料可以為金屬Mo，這樣，就可以使用半色調掩膜板或灰色調掩膜板，利用一次構圖工藝分別在柵極層形成柵極的圖形，在ITO或IZO層形成電極的圖形。具體地，在本次構圖工藝中對柵極層所使用的刻蝕液的成分包括雙氧水、柵極離子絡合劑、雙氧水的穩定劑，以及表面活性劑，且該刻蝕液的PH值在6-8之間；其中雙氧水的含量為5%-20%之間，表面活性劑的含量在I % -10%之間，柵極離子絡合劑的含量具體根據所需要刻蝕掉的柵極的量而定。使用上述刻蝕液刻蝕柵極時不會刻蝕透明電極材料，因此，在柵極極和透明電極之間就不需要製備一層保護透明電極不被刻蝕的保護層，相對於現有的膜層結構節省了掩膜板和製備工藝，從而能夠節省成本。進一步地，為了保證透明電極上帶有足夠的電量，如圖3所示，還以在透明電極8之上且與柵極9同層設置陽極13，該陽極13單獨向透明 電極8供電，此時為了保證同時與透明電極8連接的柵極9和陽極13不相互幹擾，可以將透明電極8的圖形重新設計，將透明電極8被柵極9覆蓋的區域與其他區域相互絕緣設置。進一步地，由於源極4設置在量子點發光層7的下方，而一般源極4是由導電性良好的金屬材料製成，例如銅Cu，該源極4也能夠起到反射層的作用，將量子點發光層7發出的光反射後從器件的頂部發射出，增強了整個QD-LED器件的發光亮度。在具體實施時，由於空穴載流子和電子載流子的傳輸速率一般不同，為了儘量保證空穴和電子能夠同時注入量子點發光層，在設計QD-LED器件時，如圖1和圖2所示，一般還會製作一層位於量子點發光層7和透明電極8之間的空穴傳輸層12，該空穴傳輸層12可以加快空穴載流子的傳輸速率，使其儘量與電子載流子的傳輸速率匹配，以保證量子點發光層具有較高的發光效率。進一步地，在上述QD-LED器件中，為了避免氧化物半導體層3直接和襯底基板I接觸導致特性變差，如圖1至圖3所示，還可以在下襯底基板I與氧化物半導體層3之間設置緩衝層2。進一步地，在上述QD-LED器件中，如圖1至圖3所示，在上襯底基板11和柵極9之間還可以設置保護層10，以保護柵極9不受外界影響。具體地，當每個像素單元填充的量子點材料發單色光時，即選取粒徑一致的量子點材料，保護層可以選用透明絕緣樹脂材料製備，即保護層為透明保護層，這樣可以達到QD-LED器件的全色彩顯示。或者，當每個像素單元填充的量子點材料發白色光時，即選取各種粒徑組合的量子點材料，保護層可以選用僅允許單色光通過的彩色絕緣樹脂製備，即保護層為僅允許單色光通過的彩色濾光層，這樣可以達到QD-LED器件的全色彩顯示。具體地，上述QD-LED器件中的絕緣層具體為SiO2層以及覆蓋在所述SiO2層之上的SiNx層，其中，SiO2層的設置是為了氧化物半導體層、源極和漏極不受SiNx層的影響。基於同一實用新型構思，本實用新型實施例還提供了上述利用TFT陣列基板製備QD-LED器件的方法，如圖4所示，具體包括以下步驟S401、依次形成氧化物半導體層和源漏極；採用半色調掩膜板以及第一雙氧水刻蝕液，通過一次構圖工藝分別在氧化物半導體層形成氧化物半導體層的圖形，以及在源漏極形成源漏極的圖形；具體地，第一雙氧水刻蝕液具體包括雙氧水、源漏極金屬離子絡合劑、雙氧水的穩定劑以及表面活性劑，且該第一雙氧水刻蝕液的PH值在6-8之間。進一步地，在執行步驟S401之前，還可以包括在下襯底基板之上形成緩衝層。S402、在源漏極層上形成絕緣層，並通過構圖工藝在絕緣層與每個像素單元的開口區域對應的位置形成一個或多個微孔結構；S403、在微孔結構內填充量子點材料，形成量子點發光層；具體地，在執行步驟S403之後，還可以包括在量子點發光層之上形成空穴傳輸層。S404、在絕緣層上依次形成透明電極層以及柵極層，並採用半色調掩膜板以及第二雙氧水刻蝕液，通過一次構圖工藝分別在柵極層形成柵極的圖形，以及在透明電極層形成透明電極的圖形；具體地，第二雙氧水刻蝕液具體包括雙氧水、柵極金屬離子絡合劑、雙氧水的穩定劑以及表面活性劑，且該第二雙氧水刻蝕液的PH值在6-8之間。進一步地，在柵極層形成柵極的圖形時，還可以同時在柵極層形成陽極的圖形；對應地，在透明電極層形成透明電極的圖形中，需要將被柵極覆蓋的區域與其他區域相互絕緣。[0060]S405、在柵極層上設置上襯底基板。進一步地，在執行步驟S405之前，還可以包括在柵極之上形成保護層。本實用新型實施例提供的一種TFT陣列基板及量子點發光二極體顯示器件，採用半色調掩膜板以及雙氧水刻蝕液，可以通過一次構圖工藝分別在氧化物半導體層形成氧化物半導體層的圖形，以及在源漏極層形成源漏極的圖形，這樣，就可以在TFT結構中將源漏極直接設置在氧化物半導體層之上，不用在兩者之間設置刻蝕阻擋層；並將該TFT結構的頂柵型結構應用於QD-LED顯示器件的結構中，能實現結構簡單的TFT陣列基板以及QD-LED器件，節省其製作工藝流程，降低了生產成本。顯然，本領域的技術人員可以對本實用新 型進行各種改動和變型而不脫離本實用新型的精神和範圍。這樣，倘若本實用新型的這些修改和變型屬於本實用新型權利要求及其等同技術的範圍之內，則本實用新型也意圖包含這些改動和變型在內。
權利要求1.一種薄膜電晶體TFT陣列基板，其特徵在於，在所述TFT陣列基板的TFT結構中的源漏極直接設置於氧化物半導體層之上。
2.如權利要求1所述的TFT陣列基板，其特徵在於，所述源漏極的材料為銅Cu或鑰Mo。
3.一種量子點發光二極體顯示器件，其特徵在於，包括 下襯底基板； 位於所述下襯底基板上的氧化物半導體層； 直接設置於所述氧化物半導體層之上的源漏極，所述源漏極相對而置形成溝道結構；位於所述源漏極上的絕緣層，所述絕緣層與每個像素單元的開口區域對應的位置具有一個或多個微孔結構； 位於所述絕緣層的微孔結構中的量子點發光層； 位於所述絕緣層上的透明電極； 直接設置於所述透明電極之上且位於所述溝道結構上方的柵極；以及， 位於所述柵極上的上襯底基板。
4.如權利要求3所述的顯示器件，其特徵在於，還包括 位於所述量子點發光層和所述透明電極之間的空穴傳輸層。
5.如權利要求3所述的顯示器件，其特徵在於，還包括 位於所述透明電極之上且與所述柵極同層設置的陽極，所述透明電極被所述柵極覆蓋 的區域與其他區域相互絕緣。
6.如權利要求3所述的顯示器件，其特徵在於，還包括 位於所述下襯底基板和所述氧化物半導體層之間的緩衝層。
7.如權利要求3-6任一項所述的顯示器件，其特徵在於，還包括 位於所述上襯底基板和所述柵極之間的保護層。
8.如權利要求7所述的顯示器件，其特徵在於，當每個像素單元填充的量子點材料發單色光時，所述保護層為透明保護層； 當每個像素單元填充的量子點材料發白色光時，所述保護層為僅允許單色光通過的彩色濾光層。
專利摘要本實用新型公開了一種TFT陣列基板及量子點發光二極體顯示器件，採用半色調掩膜板以及雙氧水刻蝕液，可以通過一次構圖工藝分別在氧化物半導體層形成氧化物半導體層的圖形，以及在源漏極層形成源漏極的圖形，這樣，就可以在TFT結構中將源漏極直接設置在氧化物半導體層之上，不用在兩者之間設置刻蝕阻擋層；並將該TFT結構的頂柵型結構應用於QD-LED顯示器件的結構中，能實現結構簡單的TFT陣列基板以及QD-LED器件，節省其製作工藝流程，降低了生產成本。
文檔編號G09F9/33GK202855736SQ20122057483
公開日2013年4月3日 申請日期2012年11月2日 優先權日2012年11月2日
發明者姚琪, 戴天明, 張鋒, 曹佔鋒 申請人:京東方科技集團股份有限公司