薄膜晶体管阵列基板及其制备方法和显示器件技术

本发明专利技术公开了一种薄膜晶体管阵列基板及其制备方法和显示器件，方法包括：采用第一道光罩制程对形成在基板上的多晶硅膜层进行图案化处理；采用第二道光罩制程对依次形成在图案化多晶硅膜层和未被多晶硅膜层覆盖的基板上的第一金属层、第二绝缘层和第二金属层进行图案化处理；采用第三道光罩制程对形成在第二绝缘层、第二金属层上和未被覆盖的第一绝缘层上的第三绝缘层进行图案化处理；采用第四道光罩制程对形成在接触孔中和第三绝缘层上的第三金属层进行图案化处理；采用第五道光罩制程在第三金属层和未被覆盖的第三绝缘层上制备像素限定层和间隔层。其只需5道光罩制程即可完成阵列基板的制备，有效提高了阵列基板的制备效率，降低了制备成本。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及显示
，特别是涉及一种薄膜晶体管阵列基板及其制备方法和显示器件。
技术介绍
目前，在显示
，液晶显示器(Liquid Crystal Display，LCD)与有机发光二极管显示器(Organic Light Emitting Diode，OLED)等平板显示技术已经逐步取代CRT显示器。其中，OLED具有自发光、发光效率高、响应时间短、清晰度和对比度高、近180°视角、使用温度范围宽、可实现柔性显示与大面积全色显示等优势，已成为目前常用的显示器件。OLED通常由薄膜晶体管阵列基板和电激发光层组成自发光器件。但是，传统的薄膜晶体管阵列基板制备过程工艺复杂，特别是在光罩工艺步骤中，通常需要8道以上的光罩工艺。如此多的光罩工艺步骤，使得工艺设备也就多，制备时间也长，由此明显影响了薄膜晶体管阵列基板的制备效率和制备成本，导致薄膜晶体管阵列基板制备效率较低，制备成本较高。
技术实现思路
基于此，有必要针对传统的薄膜晶体管阵列基板制备工艺中光罩工艺步骤较多导致其制备效率较低，制备成本较高的问题，提供一种薄膜晶体管阵列基板及其制备方法和显示器件。为实现本专利技术目的提供的一种薄膜晶体管阵列基板制备方法，包括如下步骤：采用镀膜与晶化工艺在基板上制备多晶硅膜层，并采用第一道光罩制程对所述多晶硅膜层进行图案化处理，得到图案化多晶硅膜层；在所述图案化多晶硅膜层和未被所述多晶硅膜层覆盖的基板上依次形成第一绝缘层、第一金属层、第二绝缘层和第二金属层，并采用第二道光罩制程对所述第一金属层、所述第二绝缘层和所述第二金属层进行图案化处理，形成间隔预设距离的TFT区和电容区；在图案化处理后的所述第二绝缘层和所述第二金属层上以及未被覆盖的所述第一绝缘层上形成第三绝缘层，并采用第三道光罩制程对所述第三绝缘层进行图案化处理，在所述第三绝缘层中形成接触孔；在所述接触孔中和所述第三绝缘层上形成第三金属层，并采用第四道光罩制程对所述第三金属层进行图案化处理，形成所述TFT区的源极和漏极以及与所述源极或漏极相连的作为有机发光二极管的第一电极的阳极；采用第五道光罩制程在图案化处理后的所述第三金属层和未被所述第三金属层覆盖的所述第三绝缘层上制备形成图案化的像素限定层和间隔层，得到薄膜晶体管阵列基板。在其中一个实施例中，所述采用第二道光罩制程对所述第一金属层、所述第二绝缘层和所述第二金属层进行图案化处理，包括如下步骤：采用半色调掩膜进行黄光工艺，在所述第二金属层上形成间隔所述预设距离的且厚度不同的光刻胶图层；通过多步刻蚀—灰化—刻蚀工艺对所述光刻胶图层、所述第二金属层、所述第二绝缘层和所述第一金属层进行刻蚀，并剥离所述光刻胶，形成间隔所述预设距离的所述TFT区和所述电容区；其中，所述TFT区中包括依次形成于所述第一绝缘层上的所述第一金属层和所述第二绝缘层；所述电容区中包括依次形成于所述第一绝缘层上的所述第一金属层、所述第二绝缘层和所述第二金属层，所述第二绝缘层完全覆盖所述第一金属层，所述第二金属层部分覆盖所述第二绝缘层。在其中一个实施例中，所述采用第二道光罩制程对所述第一金属层、所述第二绝缘层和所述第二金属层进行图案化处理之后，还包括如下步骤：以所述第一金属层作为掩膜，对未被所述第一金属层覆盖的所述多晶硅膜层进行自对准注入掺杂杂质离子。在其中一个实施例中，所述在所述接触孔中和所述第三绝缘层上形成第三金属层之后，还包括在所述第三金属层上形成金属氧化物层的步骤。在其中一个实施例中，所述采用第五道光罩制程在图案化处理后的所述第三金属层和未被所述第三金属层覆盖的所述第三绝缘层上制备形成图案化的像素限定层和间隔层，包括如下步骤：采用涂布工艺在图案化处理后的所述第三金属层和未被所述第三金属层覆盖的所述第三绝缘层上涂覆光敏性材料层；利用半色调掩膜对所述光敏性材料层进行曝光，并经过显影后形成不同厚度分布的所述像素限定层和间隔层。相应的，本专利技术还提供了一种薄膜晶体管阵列基板，采用如上任一所述的薄膜晶体管阵列基板制备方法进行制备，包括：基板；形成于所述基板上并进行图案化的多晶硅膜层；形成于所述图案化的多晶硅膜层上和未被所述多晶硅膜层覆盖的基板上的第一绝缘层；其中，所述第一绝缘层包括TFT区和电容区，所述TFT区和所述电容区间隔预设距离；依次形成于所述第一绝缘层上并位于所述TFT区的栅极和第二绝缘层，以及依次形成于所述第一绝缘层上并位于所述电容区的电容下极板、第二绝缘层和电容上极板；其中，所述电容上极板形成于所述第二绝缘层的部分表面上；形成于所述第二绝缘层、所述电容上极板和未被覆盖的第一绝缘层上的第三绝缘层；其中，所述第三绝缘层中包括多个接触孔，多个接触孔分别贯穿至所述多晶硅膜层表面、所述电容下极板表面和所述电容上极板表面；形成在所述接触孔中的源极、漏极和形成于未被覆盖的所述第三绝缘层上的阳极；其中，所述阳极覆盖部分所述第三绝缘层的表面，并与所述源极或所述漏极相连；依次形成于未被覆盖的所述第三绝缘层上的像素限定层和间隔层；其中，所述像素限定层覆盖所述阳极的一部分并露出所述阳极的大部分区域。在其中一个实施例中，所述栅极、所述电容下极板和所述电容上极板采用相同的金属或金属合金材料制备形成。在其中一个实施例中，所述源极、所述漏极和所述阳极采用相同的金属材料和/或金属氧化物材料同时制备形成。在其中一个实施例中，所述第一绝缘层的材质为氧化硅和氮化硅中的至少一种；所述第二绝缘层的材质和所述第三绝缘层的材质均为氮化硅、氧化硅和氮氧化硅中的至少一种。相应的，本专利技术还提供了一种显示器件，包括：如上任一所述的薄膜晶体管阵列基板；形成于所述薄膜晶体管阵列基板上的有机发光层；形成于所述有机发光层上的作为有机发光二极管第二电极的阴极层。上述薄膜晶体管阵列基板制备方法，通过在基板上形成图案化多晶硅膜层之后，采用一道光罩制程形成图案化的第一金属层和第二金属层，同时还通过一道光罩制程形成像素限定层和间隔层，从而将传统的8道以上的光罩工艺有效缩短至5道，最终只需采用5道光罩制程即可完成薄膜晶体管阵列基板的制备，有效提高了薄膜晶体管阵列基板的制备效率，同时还降低了制备成本。附图说明图1a为采用本专利技术的薄膜晶体管阵列基板制备方法在基板上形成多晶硅膜层后的剖面结构示意图；图1b为采用本专利技术的薄膜晶体管阵列基板制备方法对基板上的多晶硅膜层进行图案化处理后的剖面结构示意图；图2a为采用本专利技术的薄膜晶体管阵列基板制备方法在图案化处理后的多晶硅膜层上依次形成第一绝缘层、第一金属层、第二绝缘层和第二金属层后的剖面结构示意图；图2b为采用本专利技术的薄膜晶体管阵列基板制备方法在第二金属层上形成光刻胶图层后的剖面结构示意图；图2c为采用本专利技术的薄膜晶体管阵列基板制备方法对形成光刻胶图层后的基板中的膜层进行第一步刻蚀后的剖面结构示意图；图2d为采用本专利技术的薄膜晶体管阵列基板制备方法对完成第一步刻蚀后的基板中的膜层进行灰化工艺后的剖面结构示意图；图2e为采用本专利技术的薄膜晶体管阵列基板制备方法对完成灰化工艺后的基板上的膜层进行第二步刻蚀后的剖面结构示意图；图2f为采用本专利技术的薄膜晶体管阵列基板制备方法对完成第二步刻蚀后的基板中的光刻胶图层进行剥离后的剖面结构示意图；图3a为采用本专利技术的薄膜晶体管阵列基板制本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种薄膜晶体管阵列基板制备方法，其特征在于，包括如下步骤：采用镀膜与晶化工艺在基板上制备多晶硅膜层，并采用第一道光罩制程对所述多晶硅膜层进行图案化处理，得到图案化多晶硅膜层；在所述图案化多晶硅膜层和未被所述多晶硅膜层覆盖的基板上依次形成第一绝缘层、第一金属层、第二绝缘层和第二金属层，并采用第二道光罩制程对所述第一金属层、所述第二绝缘层和所述第二金属层进行图案化处理，形成间隔预设距离的TFT区和电容区；在图案化处理后的所述第二绝缘层和所述第二金属层上以及未被覆盖的所述第一绝缘层上形成第三绝缘层，并采用第三道光罩制程对所述第三绝缘层进行图案化处理，在所述第三绝缘层中形成接触孔；在所述接触孔中和所述第三绝缘层上形成第三金属层，并采用第四道光罩制程对所述第三金属层进行图案化处理，形成所述TFT区的源极和漏极以及与所述源极或漏极相连的作为有机发光二极管的第一电极的阳极；采用第五道光罩制程在图案化处理后的所述第三金属层和未被所述第三金属层覆盖的所述第三绝缘层上制备形成图案化的像素限定层和间隔层，得到薄膜晶体管阵列基板。

【技术特征摘要】
1.一种薄膜晶体管阵列基板制备方法，其特征在于，包括如下步骤：采用镀膜与晶化工艺在基板上制备多晶硅膜层，并采用第一道光罩制程对所述多晶硅膜层进行图案化处理，得到图案化多晶硅膜层；在所述图案化多晶硅膜层和未被所述多晶硅膜层覆盖的基板上依次形成第一绝缘层、第一金属层、第二绝缘层和第二金属层，并采用第二道光罩制程对所述第一金属层、所述第二绝缘层和所述第二金属层进行图案化处理，形成间隔预设距离的TFT区和电容区；在图案化处理后的所述第二绝缘层和所述第二金属层上以及未被覆盖的所述第一绝缘层上形成第三绝缘层，并采用第三道光罩制程对所述第三绝缘层进行图案化处理，在所述第三绝缘层中形成接触孔；在所述接触孔中和所述第三绝缘层上形成第三金属层，并采用第四道光罩制程对所述第三金属层进行图案化处理，形成所述TFT区的源极和漏极以及与所述源极或漏极相连的作为有机发光二极管的第一电极的阳极；采用第五道光罩制程在图案化处理后的所述第三金属层和未被所述第三金属层覆盖的所述第三绝缘层上制备形成图案化的像素限定层和间隔层，得到薄膜晶体管阵列基板。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述采用第二道光罩制程对所述第一金属层、所述第二绝缘层和所述第二金属层进行图案化处理，包括如下步骤：采用半色调掩膜进行黄光工艺，在所述第二金属层上形成间隔所述预设距离的且厚度不同的光刻胶图层；通过多步刻蚀—灰化—刻蚀工艺对所述光刻胶图层、所述第二金属层、所述第二绝缘层和所述第一金属层进行刻蚀，并剥离所述光刻胶，形成间隔所述预设距离的所述TFT区和所述电容区；其中，所述TFT区中包括依次形成于所述第一绝缘层上的所述第一金属层和所述第二绝缘层；所述电容区中包括依次形成于所述第一绝缘层上的所述第一金属层、所述第二绝缘层和所述第二金属层，所述第二绝缘层完全覆盖所述第一金属层，所述第二金属层部分覆盖所述第二绝缘层。3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，采用所述第二道光罩制程对所述第一金属层、所述第二绝缘层和所述第二金属层进行图案化处理之后，还包括如下步骤：以所述第一金属层作为掩膜，对未被所述第一金属层覆盖的所述多晶硅膜层进行自对准注入掺杂杂质离子。4.根据权利要求1所述的薄膜晶体管阵列制备方法，其特征在于，所述在所述接触孔中和所述第三绝缘层上形成第三金属层之后，还包括在所述第三金属层上形成金属氧化物层的步骤。5.根据权利要求1所...

【专利技术属性】
技术研发人员：蔡伟民，
申请(专利权)人：昆山国显光电有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32