基板、显示面板及基板的制备方法与流程

本发明涉及显示技术领域，具体地，涉及一种基板、显示面板及基板的制备方法。

背景技术：

薄膜晶体管因优异的性能被广泛用于显示装置(如液晶显示装置、有机发光二极管显示装置)的基板中。基板中的有一部分薄膜晶体管(主要是显示区的薄膜晶体管)在导通时，大部分时间处于负偏压状态，负偏压是指源、漏极电压(vs)比栅极电压(vg)高；而另一部分晶体管(主要是栅极驱动电路中的薄膜晶体管)在导通时，大部分时间处于正偏压状态，正偏压指栅极电压(vg)比源、漏极电压(vs)高。

参见图1和2，图中横坐标代表栅源电压vgs，纵坐标表示电流i，图1中，三条曲线分别代表薄膜晶体管初始状态的电流-电压曲线a、正偏压有光照状态下工作一段时间后的电流-电压曲线b、正偏压无光照状态下工作一段时间后的电流-电压曲线c；图2中，三条曲线分别代表薄膜晶体管初始状态的电流-电压曲线a、负偏压有光照状态下工作一段时间后的电流-电压曲线d、负偏压无光照状态下工作一段时间后的电流-电压曲线e；其中，曲线拐点位置就是阈值电压(vth)，其它曲线与初始状态曲线拐点位置的差，就是阈值电压的漂移。其中，为了描述清楚，将初始态的阈值电压定为了0v，但并不表示其阈值电压的实际是在0v。

可见，随着使用，薄膜晶体管的半导体的电学性能会发生变化，而光照和偏压状态会对以上变化产生影响，具体表现为：处于光照及正偏压状态下的薄膜晶体管的特性变化(例如阈值电压漂移)会被抑制，处于光照及负偏压状态下的薄膜晶体管的特性变化会被增加。薄膜晶体管的特性变化会加速薄膜晶体管的老化，因此，基板中的部分薄膜晶体管和另一部分薄膜晶体管容易处于不同的老化程度，进而影响基板的可靠性。

技术实现要素：

本发明针对现有的基板中不同晶体管的有源区因光照射而老化程度不同，从而造成基板可靠性的不足，提供一种结构合理，能够减缓不同工作状态下的薄膜晶体管的损耗速率，从而使得基板整体可靠性提高的基板、显示面板及基板的制备方法。

解决本发明技术问题所采用的技术方案是一种基板，包括：

基底；

第一薄膜晶体管、第二薄膜晶体管；

在所述基板的入光侧和所述第一薄膜晶体管的有源区之间设有遮光结构；所述遮光结构用于遮挡至少部分射向第一薄膜晶体管的有源区的光，以使所述第一薄膜晶体管的有源区中受到光照部分所占的面积比低于所述第二薄膜晶体管的有源区中受到光照部分所占的面积比；

在工作状态下，所述第一薄膜晶体管处于负偏压的时间所占的时间比例为第一时间比例，所述第一时间比例大于等于第一预设值；

在工作状态下，所述第二薄膜晶体管处于负偏压的时间所占的时间比例为第二时间比例，所述第二时间比例小于等于第二预设值；

所述第一预设值大于所述第二预设值。

可选地，所述遮光结构在所述基底上的正投影覆盖所述第一薄膜晶体管的有源区在所述基底上的正投影。

可选地，所述第二薄膜晶体管的有源区比其栅极更靠近所述基板的入光侧。

可选地，所述第二薄膜晶体管的栅极比其有源区更靠近所述基板的入光侧；

所述第一薄膜晶体管的有源区在所述基底上的正投影中，与所述遮光结构在所述基底上的正投影重叠的部分所占的面积比为第一面积比例；

所述第二薄膜晶体管的有源区在所述基底上的正投影中，与所述第二薄膜晶体管的所述栅极在所述基底上的正投影重叠的部分所占的面积比为第二面积比例；

其中，所述第一面积比例大于所述第二面积比例。

第二面积比例可选地，所述第一薄膜晶体管的所述栅极比其有源区更靠近所述基板的入光侧，所述遮光结构为所述第一薄膜晶体管的所述栅极。

可选地，所述第一薄膜晶体管的有源区比其栅极更靠近所述基板的入光侧，所述遮光结构为设置在所述基板的入光侧和所述第一薄膜晶体管之间的遮光层。

可选地，所述第二薄膜晶体管的所述栅极比其有源区更靠近所述基板的入光侧，所述遮光层与所述第二薄膜晶体管的所述栅极同层设置。

可选地，所述基底比所述第一薄膜晶体管和所述第二薄膜晶体管更靠近所述基板的入光侧。

可选地，所述基板包括用于显示的显示区和设有栅极驱动电路的驱动区；

所述第一薄膜晶体管设于显示区中；

所述第二薄膜晶体管设于驱动区中。

可选地，所述第一薄膜晶体管和所述第二薄膜晶体管均为n型薄膜晶体管。

可选地，所述第一薄膜晶体管和第二薄膜晶体晶体管的有源区均由金属氧化物半导体构成。

解决本发明技术问题所采用的技术方案是一种显示面板，包括上述的基板。

解决本发明技术问题所采用的技术方案是一种基板的制备方法，包括：

在基底上形成第一薄膜晶体管和第二薄膜晶体管的步骤；

其中，在所述基板的入光侧和所述第一薄膜晶体管的有源区之间形成有遮光结构；所述遮光结构用于遮挡至少部分射向所述第一薄膜晶体管的有源区的光，以使所述第一薄膜晶体管的有源区中受到光照部分所占的面积比低于所述第二薄膜晶体管的有源区中受到光照部分所占的面积比；

在工作状态下，所述第一薄膜晶体管处于负偏压的时间所占的时间比例为第一时间比例，所述第一时间比例大于等于第一预设值；

在工作状态下，所述第二薄膜晶体管处于负偏压的时间所占的时间比例为第二时间比例，所述第二时间比例小于等于第二预设值；

所述第一预设值大于所述第二预设值。

附图说明

图1为薄膜晶体管的初始状态、正偏压有光照、正偏压无光照，三种状态下的电流-电压(i-vgs)曲线图；

图2为薄膜晶体管的初始状态、负偏压有光照、负偏压无光照，三种状态下的电流-电压(i-vgs)曲线图；

图3为本发明实施例1中基板的一种结构示意图；

图4为本发明实施例1中基板的另一种结构示意图；

图5为本发明实施例1中基板的再一种结构示意图；

图6为本发明实施例1中基板的再一种结构示意图；

图7为本发明实施例1中基板的再一种结构示意图；

图8为本发明实施例1中基板的再一种结构示意图；

图9为本发明实施例1中基板的再一种结构示意图；

其中的附图标记说明：10、基底；20、遮光结构；30、像素电极层；11、绝缘层；111、第一绝缘层；112、第二绝缘层；113、第三绝缘层；114、第四绝缘层；21、第一薄膜晶体管；22、第二薄膜晶体管；210、遮光层；211、第一薄膜晶体管的有源区；212、第一薄膜晶体管的栅极；213、第一薄膜晶体管的第一电极；214、第一薄膜晶体管的第二电极；221、第二薄膜晶体管的有源区；222、第二薄膜晶体管的栅极；223、第二薄膜晶体管的第一电极；224、第二薄膜晶体管的第二电极；i、电流；vgs、栅源电压。

具体实施方式

为使本领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合附图和具体实施方式对本发明所提供的一种显示单元、显示基板及其驱动方法和显示装置作进一步详细描述。

实施例1：

如图3至9所示，本实施例提供一种基板，包括：

基底10；

第一薄膜晶体管21、第二薄膜晶体管22；

在基板的入光侧和第一薄膜晶体管的有源区211之间设有遮光结构20。该遮光结构20用于遮挡至少部分射向第一薄膜晶体管的有源区211的光，以使第一薄膜晶体管的有源区211中受到光照部分所占的面积比低于第二薄膜晶体管的有源区221中受到光照部分所占的面积比；

在工作状态下，第一薄膜晶体管21处于负偏压的时间所占的时间比例为第一时间比例，第一时间比例大于等于第一预设值；

在工作状态下，第二薄膜晶体管22处于负偏压的时间所占的时间比例为第二时间比例，第二时间比例小于等于第二预设值；

第一预设值大于第二预设值。

其中，以上“有源区中受到光照部分所占的面积比”可理解为有源区中受到光照的部分在基底10上的正的面积，与有源区整体在基底10上的正的面积的比例。

应当理解，图3仅仅示意性的表示出了薄膜晶体管的位置，以及有源区与遮光结构20的关系，而并不代表薄膜晶体管仅包括有源区，也不代表遮光结构20直接与有源区或基地10接触等具体结构。

参见图4至9，多种基板的结构，每一个基板包括基底10，基底10上设有第一薄膜晶体管21、第二薄膜晶体管22，第一薄膜晶体管21、第二薄膜晶体管22的多个功能层通过多层绝缘层11隔开，在绝缘层上形成过孔，需要连接的功能层通过过孔连接。第一薄膜晶体管21包括有源区211、栅极212、设置在栅极212两侧且与第一薄膜晶体管的有源区211连接的第一电极213和第二电极214。第二薄膜晶体管22包括有源区221、栅极222、设置在栅极222两侧且与第一薄膜晶体管的有源区221连接的第一电极223和第二电极224。薄膜晶体管的第一电极为源极和漏极中的一者，第二电极为源极和漏极中的另一者。

原则上，在工作状态下，薄膜晶体管必然处于正偏压或负偏压中的一者。其中，第一薄膜晶体管21处于负偏压的时间占总工作时间的比例为第一时间比例，该第一时间比例大于第一预设值，例如第一预设值应取大于等于70％的值，例如第一预设值可为70％，或者更优选为80％、95％、99％、99.9％中的一个；而第二薄膜晶体管22处于负偏压的时间占总工作时间的比例为第二时间比例，该第二时间比例小于第二预设值，且第二预设值小于第一预设值，其具体可为50％、45％、40％、30％等中的一个。当然，由于第一预设值大于第二预设值，故第一时间比例必然是大于第二时间比例的，且二者的差值必然大于第一预设值与第二预设值的差值。

结合图1和图2可知，光照在正偏压下对漂移的抑制作用大于在负偏压下对漂移的促进作用。因此，对于具有相对较大的第一时间比例的第一薄膜晶体管21，应减少其受到光照的面积比，从而减少光照对第一薄膜晶体管21的电学性能的负面影响；而对于具有相对较小的第二时间比例(但并不一定小于50％)的第二薄膜晶体管22，可以维持或增加光照，以提高第二薄膜晶体管22的可靠性。

上述方案中，在不改变光源的前提下，在基板的入光侧和第一薄膜晶体管的有源区211之间设置遮光结构20，该遮光结构20降低了光照对第一薄膜晶体管21的电学特性的影响，具体而言就是，减少了第一薄膜晶体管的有源区211受到光照部分的面积比，降低了处于负偏压状态时的第一薄膜晶体管21的阈值电压的漂移量，从而，减缓了第一薄膜晶体管21的损耗速率，提高了第一薄膜晶体管21的可靠性。同时，维持或者增加对第二薄膜晶体管22的光照，具体而言就是，维持或增加第二薄膜晶体管的有源区221受到光照部分的面积比，维持光照对第二薄膜晶体管22的电学性能的影响，处于正偏压状态的第二薄膜晶体管22的阈值电压的漂移得到了一定程度的抑制，进而，提高了第二薄膜晶体管22的可靠性。

可见，上述方案使得第一薄膜晶体管21和第二薄膜晶体管22的损耗速率都得到了一定程度的减缓，可靠性都得到了提升，两者的损耗速率可以趋于一致，从而，提升了基板的整体稳定性。

可选地，遮光结构20在基底10上的正投影覆盖第一薄膜晶体管的有源区211在基底10上的正投影，参见图4至9。

上述方案中，第一薄膜晶体管的有源区211中受到光照部分所占的面积比为“0％”，最大限度的避免光照对第一薄膜晶体管21的电学特性的影响，使得处于负偏压状态下的第一薄膜晶体管21的阈值电压漂移得到了最大程度的抑制，从而，最大限度的增强了第一薄膜晶体管21的可靠性。

可选地，第二薄膜晶体管的有源区221比其栅极222更靠近基板的入光侧，参见图4、5、8、9。

上述方案中，避免了第二薄膜晶体管的栅极222对其有源区221的遮挡，也即，第二薄膜晶体管的有源区221中受到光照部分所占的面积比为“100％”，使得处于正偏压状态下的第二薄膜晶体管的阈值电压的漂移得到了最大程度的抑制，从而，最大限度的增强了第二薄膜晶体管22的可靠性。

可选地，第一薄膜晶体管的有源区211在基底10上的正投影中，与遮光结构20在基底10上的正投影重叠的部分所占的面积比为第一面积比例。

其中，有源区211在基底10上的正投影中，有一部分是与遮光结构20在基底10上的正投影重叠的，而该重叠部分的面积占有源区211在基底10上的正投影的总面积的比即为第一面积比例。

第二薄膜晶体管的栅极222比其有源区221更靠近基板的入光侧。

第二薄膜晶体管的有源区221在基底10上的正投影中，与第二薄膜晶体管的栅极222在基底10上的正投影重叠的部分所占的面积比为第二面积比例。

其中，有源区221在基底10上的正投影中，有一部分是与栅极222在基底10上的正投影重叠的，而该重叠部分的面积占有源区222在基底10上的正投影的总面积的比即为第二面积比例。

其中，第一面积比例大于第二面积比例，参见图6、7(图7中以栅极212同时就是遮光结构20为例进行说明)。

基于结构统一等方面的考虑，第二薄膜晶体管的栅极222也可能比其有源区221更靠近的入光侧，故也能够遮挡射向第二薄膜晶体管的有源区221的光，也即，此时，第一晶管的有源区211和第二薄膜晶体管的有源区221都有部分面积无法受到光照。基于以上内容可知，光照会加速第一薄膜晶体管21的损耗(增加第一薄膜晶体管21在负偏压状态的阈值电压的漂移)，同时，光照会减缓第二薄膜晶体管22的损耗(抑制第二薄膜晶体管22在正偏压状态下的阈值电压的漂移)，因此，为了使第一薄膜晶体管21和第二晶体管22的损耗速率趋于一致，第一薄膜晶体管的有源区211受遮挡面积比(即以上第一面积比例)要大于第二晶体管的有源区221受遮挡面积比(即以上第二面积比例)。

可选地，第一薄膜晶体管的栅极212比其有源区211更靠近基板的入光侧，遮光结构20为第一薄膜晶体管的栅极212，参见图5、7、9。

实际上，遮光结构20为第一薄膜晶体管的栅极211，换言之，没有单独增加遮光结构20，仅仅是改变了第一薄膜晶体管的栅极211的形状，而第一薄膜晶体管的栅极211形状的改变也仅仅是简单将第一薄膜晶体管的栅极211的尺寸增大，工艺简单，另外，上述方案也没有增加基板的厚度。

可选地，第一薄膜晶体管的有源区211比其栅极212更靠近基板的入光侧，遮光结构20为设置在基板的入光侧和第一薄膜晶体管21之间的遮光层210，参见图4、6、8。

上述方案中，从结构角度来说，遮光层210独立于第一薄膜晶体管21单独设置，对第一薄膜晶体管21除接受光照面积以外性能没有影响；从工艺角度来说，仅仅在原有结构的基础上增加了一层遮光层210，工艺简单。

可选地，第二薄膜晶体管的栅极222比其有源区221更靠近基板的入光侧，遮光层210与第二薄膜晶体管的栅极222同层设置，参见图6、7。

上述方案中，其一，遮光层210和第二薄膜晶体管的栅极222同层设置，故没有增加基板的厚度。其二，第二薄膜晶体管的栅极222可以是不透光的金属层，遮光层210可以是通过对形成第二薄膜晶体管的栅极222的金属层进行相应的刻蚀工艺而形成的，也即，采用一次构图工艺即可完成遮光结构20和第二薄膜晶体管的栅极222两个功能层，工艺简单。

可选地，基底10比第一薄膜晶体管21和第二薄膜晶体管22更靠近基板的入光侧，参见图3至9。

上述方案中，便于基底10上的多层功能层的形成，基底10一般为透光材质，光能够较好的穿过基底10照射在第二薄膜晶体管的有源区222上，且对于液晶显示装置的基板，主要的光来自背光源，且通过基底10射入。另外，薄膜晶体管常规上更多采用顶栅型结构，可见，当以基底10作为基板的入光侧，则顶栅型结构为第二薄膜晶体管22的优选结构。

当然，说明书附图3至9仅示出“基底10比第一薄膜晶体管21和第二薄膜晶体管22更靠近基板的入光侧”的情况，当然，“基底比第一薄膜晶体管和第二薄膜晶体管更远离基板的入光侧”的情况也是同样适用的。

可选地，基板包括用于显示的显示区和设有栅极驱动电路(goa)的驱动区；

第一薄膜晶体管21设于显示区中；

第二薄膜晶体管22设于驱动区中。

也就是说，该基板中包括两种不同类型的薄膜晶体管，一种是设置于显示区的第一薄膜晶体管21，另一种则是栅极驱动电路中的第二薄膜晶体管22。基板中不同位置的薄膜晶体管有不同的功能要求，而以上两种薄膜晶体管分别具有不同的结构，故可分别将它们用于阵列基板的不同位置，以满足相应的功能要求。例如，由于电路设计，显示区中的薄膜晶体管通常处于负偏压的时间相对较长，故为第一薄膜晶体管21，而驱动区中的薄膜晶体管通常处于负偏压的时间相对较短，故为第二薄膜晶体管2。

参见图8、9，图中左侧为显示区(aa区)，右侧为驱动区(goa区)，第一薄膜晶体管21设于显示区(aa区)中，第一薄膜晶体管的第二电极214可以用于与像素电极层30连接。

当然，若是根据需要两种薄膜晶体管并不是按照以上的区划分的，也是可行的。

可选地，第一薄膜晶体管21和第二薄膜晶体管22均为n型薄膜晶体管。

上述方案中，在基板中使用同一种薄膜晶体管，便于工艺制备，而n型薄膜晶体管在光照下的电学特性变化更符合以上规律。

可选地，第一薄膜晶体管的有源区211和第二薄膜晶体的有源区221均由金属氧化物半导体构成。

上述方案中，金属氧化物既具有良好的半导体特性，且对光照比较敏感，由金属氧化物构成有源区的薄膜晶体管的在光照下的电学特性变化更符合以上规律。换而言之，有源区采用金属氧化物构成的薄膜晶体管处于正偏压状态时，受到光照则能够较好的抑制阈值电压的漂移。因此，第二薄膜晶体管的有源区221的优选材料为金属氧化物。另外，为了便于基板的制备，第一薄膜晶体管的有源区211和第二薄膜晶体管的有源区221采用相同的材料构成。

实施例2

本实施例提供一种显示面板，包括上述的基板。

本实施例的显示面板中，基板上设置有两种不同工作状态的第一薄膜晶体管和第二薄膜晶体管，第一薄膜晶体管大部分工作时间处于负偏压状态，第二薄膜晶体管大部分工作时间处于正偏压状态，通过在第一薄膜晶体管的有源区和显示面板的光入射侧之间设置遮光结构(包括增加遮光结构或用栅极作为遮光结构)，该遮光结构使得第一薄膜晶体管的部分或全部有源区被遮挡，通过减小第一薄膜晶体管受到光照的面积比的方式，减少了光照对第一薄膜晶体管的负面影响，从而减缓了第一薄膜晶体管的损耗速率，提高了第一薄膜晶体管的可靠性。维持或加强第二薄膜晶体管的有源区受到光照的面积比，以加强光照对第二薄膜晶体管的正面影响，从而减缓了第二薄膜晶体管的损耗速率，提高了第二薄膜晶体管的可靠性。第一薄膜晶体管和第二薄膜晶体管的可靠性都得到了提高，从而，显示面板的整体稳定性也得到了提高，另外，上述方案还使得第一薄膜晶体管和第二薄膜晶体管的损耗速率趋于一致。

实施例3

本实施例提供一种基板的制备方法，基板的产品形态可以参见图3至9，该制备方法包括：

在基底上形成第一薄膜晶体管和第二薄膜晶体管的步骤；

其中，在基板的入光侧和第一薄膜晶体管的有源区之间形成有遮光结构；遮光结构用于遮挡至少部分射向第一薄膜晶体管的有源区的光，以使第一薄膜晶体管的有源区中受到光照部分所占的面积比低于第二薄膜晶体管的有源区中受到光照部分所占的面积比；

在工作状态下，第一薄膜晶体管处于负偏压的时间所占的时间比例为第一时间比例，第一时间比例大于等于第一预设值；

在工作状态下，第二薄膜晶体管处于负偏压的时间所占的时间比例为第二时间比例，第二时间比例小于等于第二预设值；

第一预设值大于第二预设值。

上述方案中，第一薄膜晶体管和第二薄膜晶体管的制备工序为常规的制备工序，制备工艺简单，由上述实施例1内容可知，在基板的入光侧和第一薄膜晶体管的有源区之间形成的“遮光结构”可以是第一薄膜晶体管的栅极或者是设置在第一薄膜晶体管和基板入光侧之间的“遮光层”，无论是“栅极”还是“遮光层”都可以通过简单的构图工艺形成，因此，本实施例提供的基板制备方法工序合理，方便实现。

本实施例提供的基板的制造方法可用于制备上述实施例1提供的基板，对基板各结构的具体描述可参见实施例1。

例如，对图8所示的基板，其制备方法可包括：

制形成遮光层210，该遮光层仅形成于能够遮挡第一薄膜晶体管的有源区211的位置；

形成第一绝缘层111；

形成第一薄膜晶体管的有源区211和第二薄膜晶体管的有源区221；

形成第二绝缘层112；

形成第一晶体管的栅极212和第二晶体管的栅极222；

形成第三绝缘层113，并在该第三绝缘层113上形成过孔；

形成第一晶体管的第一电极213、第二电极214；形成第二晶体管的第一电极223、第二电极224；

形成第四绝缘层114，并在该第四绝缘层114上形成过孔；

形成像素电极层30。

再例如，对图9所示的基板，其制备方法可包括：

形成第一绝缘层111；

形成第二薄膜晶体管的有源区221；

形成第二绝缘层112；

形成第一薄膜晶体管的栅极212和第二薄膜晶体管的栅极222；

形成第三绝缘层113，并在该第三绝缘层113上形成过孔；

形成第二薄膜晶体管的有源区221；

形成第一晶体管的第一电极213、第二电极214；形成第二晶体管的第一电极223、第二电极224；

形成第四绝缘层114，并在其上形成过孔；

形成像素电极层30。

可以理解的是，以上实施方式仅仅是为了说明本发明的原理而采用的示例性实施方式，然而本发明并不局限于此。对于本领域内的普通技术人员而言，在不脱离本发明的精神和实质的情况下，可以做出各种变型和改进，这些变型和改进也视为本发明的保护范围。