显示基板及其制造方法、显示装置与流程

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显示基板及其制造方法、显示装置与流程

本发明涉及显示技术领域,特别涉及一种显示基板及其制造方法、显示装置。



背景技术:

随着显示技术的发展,有机发光二极管(英文:Organic Light Emitting Diode;简称:OLED)作为一种电流型发光器件,因其所具有的自发光、快速响应、宽视角等特点而越来越多地被应用于高性能显示领域当中。

相关技术中,OLED的显示基板一般包括形成在衬底基板上的薄膜晶体管(英文:Thin Film Transistor,简称:TFT)、阳极、发光层和阴极,该OLED显示基板中的TFT一般采用顶栅结构。但由于顶栅结构的TFT中,栅极形成在有源层远离衬底基板的一侧,为了避免该有源层受环境光照射影响TFT的性能,需要在该有源层靠近衬底基板的一侧沉积一层金属材料作为遮挡层。

但是,由于金属材料形成的遮挡层会导致TFT寄生电容的增大,因此该遮挡层的面积一般较小,遮光效果也较差。



技术实现要素:

为了解决相关技术中的遮挡层遮光效果较差的问题,本发明提供了一种显示基板及其制造方法、显示装置。所述技术方案如下:

第一方面,提供了一种显示基板,所述显示基板包括:

衬底基板,设置在所述衬底基板上的遮挡层,以及设置在所述遮挡层远离所述衬底基板一侧的顶栅薄膜晶体管;

所述遮挡层包括交叠设置的多个子遮挡层,任意两个相邻的子遮挡层由不同的非金属材料形成,且每个所述子遮挡层在所述衬底基板上的正投影与所述显示基板中任一像素单元的开口区域不重叠。

可选的,所述显示基板还包括:设置在所述顶栅薄膜晶体管远离所述衬底基板一侧的电致发光单元;

每个所述子遮挡层在所述衬底基板上的正投影与所述电致发光单元中像素定义层在所述衬底基板上的正投影重合。

可选的,每个所述子遮挡层远离所述衬底基板且与其他子遮挡层接触的一面设置有沟壑。

可选的,所述多个子遮挡层包括至少一个第一子遮挡层和至少一个第二子遮挡层;

每个所述第一子遮挡层由绝缘材料形成,每个所述第二子遮挡层由半导体材料形成。

可选的,每个所述第二子遮挡层的厚度大于每个所述第一子遮挡层的厚度,且所述遮挡层中与所述顶栅薄膜晶体管接触的为第二子遮挡层。

第二方面,提供了一种显示基板的制造方法,所述方法包括:

提供一衬底基板;

采用非金属材料在所述衬底基板上形成多个子遮挡层,所述多个子遮挡层形成为遮挡层,其中,任意两个相邻的子遮挡层采用不同的非金属材料形成,且每个所述子遮挡层在所述衬底基板上的正投影与所述显示基板中任一像素单元的开口区域不重叠;

在形成有所述遮挡层的衬底基板上形成顶栅薄膜晶体管。

可选的,所述方法还包括:

在形成有所述顶栅薄膜晶体管的所述衬底基板上形成电致发光单元;

每个所述子遮挡层与所述电致发光单元中的像素定义层采用同一个掩膜板形成。

可选的,每个所述子遮挡层远离所述衬底基板且与其他子遮挡层接触的一面形成有沟壑。

可选的,所述采用非金属材料在所述衬底基板上形成多个子遮挡层,包括:

采用绝缘材料形成至少一个第一子遮挡层;

采用半导体材料形成至少一个第二子遮挡层,其中,所述第二子遮挡层与所述第一子遮挡层交替形成。

第三方面,提供了一种显示装置,所述装置包括:

如第一方面所述的显示基板。

本发明提供的技术方案带来的有益效果是:

本发明提供了一种显示基板及其制造方法、显示装置,该显示基板中的遮挡层包括交叠设置的多个子遮挡层,相邻子遮挡层由不同的非金属材料形成,因此该各个子遮挡层可以有效吸收和遮挡环境光。此外,由于每个子遮挡层均是由非金属材料形成的,不会使薄膜晶体管产生寄生电容,因此该遮挡层的面积可以设置的较大,能够在不增加晶体管寄生电容的前提下,进一步改善遮挡层的遮光效果。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案,下面将对实施例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是本发明实施例提供的一种显示基板的结构示意图;

图2是本发明实施例提供的另一种显示基板的结构示意图;

图3是本发明实施例提供的一种显示基板及其各组件的俯视图;

图4是本发明实施例提供的一种遮挡层的示意图;

图5是本发明实施例提供的一种子遮挡层与有源层交界面附近的能带结构示意图;

图6是本发明实施例提供的一种显示基板的制造方法流程图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合附图对本发明实施方式作进一步地详细描述。

图1是本发明实施例提供的一种显示基板的结构示意图,参考图1,该显示基板可以包括:

衬底基板10,设置在该衬底基板上的遮挡层20,以及设置在该遮挡层20远离该衬底基板10一侧的顶栅薄膜晶体管30。

该遮挡层20可以包括交叠设置的多个子遮挡层,任意两个相邻的子遮挡层由不同的非金属材料形成,且每个该子遮挡层在该衬底基板上的正投影与该显示基板中任一像素单元的开口区域不重叠。其中,该开口区域是指像素单元的有效显示区域,每个子遮挡层在衬底基板上的正投影与该开口区域不重叠,可以避免对像素单元开口率的大小造成影响。

示例的,图1所示的遮挡层20包括四个交叠设置的子遮挡层:子遮挡层21至子遮挡层24。其中子遮挡层21和23采用一种非金属材料(例如二氧化硅)形成,子遮挡层22和24采用另一种非金属材料(例如非晶硅)形成。

综上所述,本发明实施例提供的显示基板中,遮挡层包括交叠设置的多个子遮挡层,相邻子遮挡层由不同的非金属材料形成,由于不同金属材料对环境光的折射率不同,因此该各个子遮挡层可以有效吸收和遮挡环境光。此外,由于每个子遮挡层均是由非金属材料形成的,不会使薄膜晶体管产生寄生电容,因此该遮挡层的面积可以设置的较大,能够在不增加晶体管寄生电容的前提下,进一步改善遮挡层的遮光效果。

需要说明的是,在本发明实施例中,该多个子遮挡层中,至少一个子遮挡层所采用的非金属材料应当具有遮光或者吸光的特性。例如,可以采用不透明的非金属材料形成。

图2是本发明实施例提供的另一种显示基板的结构示意图,参考图2,该显示基板还可以包括:设置在该顶栅薄膜晶体30管远离该衬底基板10一侧的电致发光单元40;每个该子遮挡层在该衬底基板上的正投影与该电致发光单元40中像素定义层(Pixel defining layer,PDL)在该衬底基板上的正投影重合。也即是,在形成该遮挡层时,可以采用用于形成像素定义层的掩膜板形成该遮挡层中的每个子遮挡层,由此可以避免制造过程中额外增加掩膜板,降低了显示基板的制造成本。

图3是本发明实施例提供的一种显示基板及其各组件的俯视图,从图3中可以看出,该显示基板00中,遮挡层20的形状与像素定义层401的形状完全相同,即遮挡层20几乎完全覆盖了每个像素单元的非开口区域。由于该遮挡层20的覆盖面积较大,因此可以有效遮挡环境光,避免顶栅薄膜晶体管的性能受到光照的影响。

此外,从图3中还可以看出,顶栅薄膜晶体管具体可以包括有源层301、栅极302和源漏极303。该电致发光单元具体可以包括阳极层402、像素定义层401、发光层(图3中未示出)和阴极层(图3中未示出)。参考图3,该遮挡层20的覆盖面积远大于有源层301,因此可以有效遮挡射入至有源层301的环境光。

图4是本发明实施例提供的一种遮挡层的示意图,参考图4,每个子遮挡层远离衬底基板10且与其他子遮挡层接触的一面可以设置有较多沟壑。示例的,如图4所示,该遮挡层20共包括四个子遮挡层21至24,其中子遮挡层21、子遮挡层22和子遮挡层23远离衬底基板10的一面均设置有较多沟壑210,由于子遮挡层24远离衬底基板10的一面与顶栅薄膜晶体管中的有源层301接触,因此该子遮挡层24远离衬底基板10的一面可以无需设置沟壑。

其中,每个子遮挡层上的沟壑210可以通过干刻或者等离子体刻蚀等粗糙处理技术形成。该沟壑使得相邻子遮挡层的交界面较为粗糙,该粗糙的交界面能够有效反射入射的环境光。

可选的,该多个子遮挡层可以包括至少一个第一子遮挡层和至少一个第二子遮挡层;其中,每个第一子遮挡层由绝缘材料形成,每个第二子遮挡层由半导体材料形成。

示例的,如图4所示的四个子遮挡层21至24中,可以包括两个第一子遮挡层:子遮挡层21和23,以及两个第二子遮挡层:子遮挡层22和24。该第一子遮挡层21和23可以是由二氧化硅形成的,该第二子遮挡层22和24可以是由非晶硅形成的。

需要说明的是,在本发明实施例中,该第一子遮挡层和第二子遮挡层也可以由两种不同类型的半导体材料形成,或者也可以由两种不同类型的绝缘材料形成,本发明实施例对此不做具体限定。

进一步的,每个第二子遮挡层的厚度大于每个第一子遮挡层的厚度,且该遮挡层20中与该顶栅薄膜晶体管接触的为第二子遮挡层。由于第二子遮挡层是由半导体材料形成的,该半导体材料形成的第二子遮挡层吸收环境光的效果较好,因此可以将该第二子遮挡层的厚度设置的较厚,并可以将该遮挡层20的最顶层(即远离衬底基板10的一侧)设置为该第二子遮挡层,以保证有效吸收可能射入至有源层301的光线。

示例的,从图4可以看出,由非晶硅形成的子遮挡层22和24的厚度较厚,而由二氧化硅形成的子遮挡层21和22的厚度较薄,且与该有源层301接触的为第二子遮挡层24。环境光从衬底基板10远离遮挡层20的一侧射入后,部分光线可以被子遮挡层21和22粗糙的交界面反射出去,未被反射的光线进入子遮挡层22后会被进一步吸收,之后剩余的光线会在子遮挡层22和23粗糙的交界面被进一步反射,经过多次反射和吸收之后,入射至有源层301的光线会显著减少,从而可以有效降低环境光对顶栅薄膜晶体管性能的影响。

图5是本发明实施例提供的一种子遮挡层与有源层交界面附近的能带结构示意图,假设该顶栅薄膜晶体管中的有源层由铟镓锌氧化物(indium gallium zinc oxide,IGZO)形成,与该有源层接触的子遮挡层由非晶硅(a-Si)形成。图5中分别示出了a-Si形成的子遮挡层和IGZO形成的有源层的能带结构,其中,EF为费米能级,Ec为导带底能量,Ev为价带顶能量。子遮挡层与有源层的界面处由于存在禁带宽度和费米能级的差异,可以形成如图5所示的电子势垒qψbi,该电子势垒使得顶栅薄膜晶体管的背界面(即有源层靠近衬底基板的一面)难以形成电子沟道,因此缓冲层(一般设置于遮挡层和有源层之间)或者背界面处的工艺不会影响到顶栅薄膜晶体管的性能。

综上所述,本发明实施例提供的显示基板中,遮挡层包括交叠设置的多个子遮挡层,相邻子遮挡层由不同的非金属材料形成,因此该各个子遮挡层可以有效吸收和遮挡环境光。此外,由于每个子遮挡层均是由非金属材料形成的,不会使薄膜晶体管产生寄生电容,因此该遮挡层的面积可以设置的较大,能够在不增加晶体管寄生电容的前提下,进一步改善遮挡层的遮光效果。此外,采用非金属材料形成的遮挡层,使得有源层靠近衬底基板的一面难以形成电子沟道,从而有效降低了顶栅薄膜晶体管阈值电压偏负的概率,保证了顶栅薄膜晶体管的性能。

图6是本发明实施例提供的一种显示基板的制造方法流程图,参考图6,该方法可以包括:

步骤101、提供一衬底基板。

步骤102、采用非金属材料在该衬底基板上形成多个子遮挡层,该多个子遮挡层形成为遮挡层,其中,任意两个相邻的子遮挡层采用不同的非金属材料形成,且每个该子遮挡层在该衬底基板上的正投影与该显示基板中任一像素单元的开口区域不重叠。

步骤103、在形成有该遮挡层的衬底基板上形成顶栅薄膜晶体管。

综上所述,本发明实施例提供了一种显示基板的制造方法,通过该方法制造的显示基板中,遮挡层包括交叠设置的多个子遮挡层,相邻子遮挡层由不同的非金属材料形成,因此该各个子遮挡层可以有效吸收和遮挡环境光。此外,由于每个子遮挡层均是由非金属材料形成的,不会使薄膜晶体管产生寄生电容,因此该遮挡层的面积可以设置的较大,能够在不增加晶体管寄生电容的前提下,进一步改善遮挡层的遮光效果。

进一步的,参考图6,在上述步骤103之后,该方法还可以包括:

步骤104、在形成有该顶栅薄膜晶体管的该衬底基板上形成电致发光单元。

每个子遮挡层与该电致发光单元中的像素定义层可以采用同一个掩膜板形成,从而可以避免制造过程中额外增加新的掩膜板,有效降低了制造成本。

可选的,在上述步骤102中,每形成完一个子遮挡层之后,在形成下一个子遮挡层之前,还可以对该子遮挡层的表面进行粗糙处理,例如图4所示,可以通过干刻或者等离子刻蚀等方法形成多个沟壑210,从而提高相邻两个子遮挡层交界面处的粗糙度,进而提高该交界面反射环境光的效果。

可选的,上述步骤102中,采用非金属材料在该衬底基板上形成多个子遮挡层的过程具体可以包括:

采用绝缘材料形成至少一个第一子遮挡层;采用半导体材料形成至少一个第二子遮挡层,其中该第二子遮挡层与该第一子遮挡层交替形成。也即是,可以在衬底基板10上交替沉积绝缘材料和半导体材料,从而形成至少一个第一子遮挡层和至少一个第二子遮挡层。

综上所述,本发明实施例提供了一种显示基板的制造方法,通过该方法制造的显示基板中,遮挡层包括交叠设置的多个子遮挡层,相邻子遮挡层由不同的非金属材料形成,因此该各个子遮挡层可以有效吸收和遮挡环境光。此外,由于每个子遮挡层均是由非金属材料形成的,不会使薄膜晶体管产生寄生电容,因此该遮挡层的面积可以设置的较大,能够在不增加晶体管寄生电容的前提下,进一步改善遮挡层的遮光效果。此外,采用非金属材料形成的遮挡层,使得有源层靠近衬底基板的一面难以形成电子沟道,从而有效降低了顶栅薄膜晶体管阈值电压偏负的概率,保证了顶栅薄膜晶体管的性能。

本发明实施例提供了一种显示装置,该显示装置可以包如图1至图3任一所示的显示基板,该显示基板中可以包括图4所示的遮挡层。本发明实施例提供的显示装置可以为:液晶面板、电子纸、OLED面板、AMOLED面板、手机、平板电脑、电视机、显示器、笔记本电脑、数码相框、导航仪等任何具有显示功能的产品或部件。

以上所述仅为本发明的较佳实施例,并不用以限制本发明,凡在本发明的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。

再多了解一些
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