有源矩陣有機發光二極管陣列基板及制作方法和顯示裝置制造方法
【專利摘要】本發明涉及顯示【技術領域】，公開了一種有源矩陣有機發光二極管陣列基板及其制作方法和一種顯示裝置，以提高陣列基板的像素開口率，提升顯示裝置的顯示品質，降低顯示裝置的能耗并延長其使用壽命。陣列基板包括基板和位于基板上且陣列排布的多個像素單元，每個像素單元包括薄膜晶體管、第一透明電極和第二透明電極，其中：第一透明電極位于基板之上且與薄膜晶體管的柵極電連接；第二透明電極與薄膜晶體管的漏極電連接，第一透明電極與第二透明電極位置相對。
【專利說明】有源矩陣有機發光二極管陣列基板及制作方法和顯示裝置
【技術領域】
[0001]本發明涉及顯示【技術領域】，特別是涉及一種有源矩陣有機發光二極管陣列基板及其制作方法和一種顯示裝置。
【背景技術】
[0002]OLED (Organic Light-Emitting Diode,有機發光二極管，簡稱 0LED)顯示屏由于具有薄、輕、寬視角、主動發光、發光顏色連續可調、成本低、響應速度快、能耗小、驅動電壓低、工作溫度范圍寬、生產工藝簡單、發光效率高及可柔性顯示等優點，已被列為極具發展前景的下一代顯示技術。
[0003]OLED依據驅動方式的不同，可分為無源矩陣驅動(Passive Matrix，簡稱PM)PMOLED與有源矩陣驅動(Active Matrix，簡稱AM) AMOLED兩種。其中，PMOLED以陰極、陽極構成矩陣狀，以掃描方式點亮陣列中的像素，每個像素都是操作在短脈沖模式下，為瞬間高亮度發光，其結構簡單，可以有效降低制造成本，但其驅動電壓較高，不適合應用在大尺寸、高分辨率的顯示面板中。AMOLED則是采用獨立的薄膜晶體管(Thin Film Transistor,簡稱TFT)去控制每個像素，每個像素皆可以連續且獨立的驅動發光，AMOLED的驅動電壓較低，壽命較長，可應用于大尺寸平板顯示，但其制作工藝較為復雜，成本相對較高。
[0004]AMOLED依據出光方式的不同可分為頂發射型(光從上基板射出)和底發射型(光從下基板射出)兩種。圖1為現有底發射型AMOLED陣列基板的一個像素單元在TFT處的截面結構示意圖，包括:基板1、位于基板I之上的柵極22、覆蓋柵極22的柵極絕緣層4，位于柵極絕緣層4之上并與柵極22位置相對的有源層5，位于有源層5之上且相對而置的源極6和漏極7，位于源極6和漏極7之上的第一絕緣層8，穿過第一絕緣層8的過孔9與漏極7連接的透明電極23。其中，柵極22的部分區域與漏極7位置相對并形成存儲電容100。
[0005]底發射型AMOLED的陣列基板上設置有TFT和金屬配線，這些結構阻擋了部分光線，成為影響像素開口率(開口率指像素可發光面積占像素面積的比率)的重要因素。尤其是，當前很多公司及研究單位為了改善因像素間差異性而導致的顯示畫面品質不均勻問題，紛紛提出了電路補償方式的像素結構，其像素單元包含兩個或者兩個以上的TFT，這對于底發射型結構而言，TFT和金屬配線占用的像素面積更多，像素開口率更小，所需發光強度也相應提高，因此勢必造成顯示裝置的功耗增加，使用壽命縮短。因此，如何提高像素開口率已成為當前亟待解決的技術問題之一。

【發明內容】

[0006]本發明實施例提供了一種有源矩陣有機發光二極管陣列基板及其制作方法和一種顯示裝置，以提高陣列基板的像素開口率，提升顯示裝置的顯示品質，降低顯示裝置的能耗并延長其使用壽命。
[0007]本發明實施例提供的有源矩陣有機發光二極管陣列基板，包括基板和位于基板上且陣列排布的多個像素單元，每個所述像素單元包括薄膜晶體管、第一透明電極和第二透明電極，其中:
[0008]所述第一透明電極位于基板之上且與所述薄膜晶體管的柵極電連接；所述第二透明電極與所述薄膜晶體管的漏極電連接，所述第一透明電極與第二透明電極位置相對。
[0009]在本發明技術方案中，不透光的柵極和漏極的面積可以設計的相對較小，具有高透過率的第一透明電極與第二透明電極位置相對且面積較大，兩者之間形成存儲電容，因此，相比于現有技術，像素開口率大大增加，包含該陣列基板的顯示裝置的顯示品質提升，并且能耗較低，使用壽命延長。
[0010]優選的，所述第一透明電極與第二透明電極圖形相同。第一透明電極的構圖工藝和第二透明電極的構圖工藝可以采用同一張掩模板，該方案可以在不增加掩模板數量的前提下增大像素的開口率，因此，大大節約了制造成本。
[0011]優選的，所述第一透明電極搭接于柵極的上表面。第一透明電極與柵極之間能夠可靠地電連接，且第一透明電極的制作精度要求相對較低，因此能夠進一步節約制造成本。
[0012]優選的，所述第一透明電極為所述像素單元的存儲電容的底電極，所述第二透明電極為所述像素單元的像素電極且同時為所述像素單元的存儲電容的頂電極。
[0013]優選的，所述薄膜晶體管上形成有第一絕緣層，所述第二透明電極通過第一絕緣層的過孔與所述薄膜晶體管的漏極電連接。
[0014]本發明實施例還提供了一種有源矩陣有機發光二極管陣列基板的制作方法，包括在基板上形成薄膜晶體管、第一透明電極和第二透明電極的步驟，具體包括:
[0015]在基板上形成所述薄膜晶體管柵極的圖形；
[0016]在基板和柵極上形成與柵極電連接的第一透明電極的圖形；
[0017]形成所述薄膜晶體管的有源層和源極、漏極的圖形結構；
[0018]形成與所述薄膜晶體管的漏極電連接的第二透明電極的圖形，所述第二透明電極與第一透明電極位置相對。
[0019]采用該方法制作的有源矩陣有機發光二極管陣列基板，像素開口率大大增加，可使顯示裝置的顯示品質提升，并且能耗較低，使用壽命延長。
[0020]優選的，形成第一透明電極圖形步驟中使用的掩模板與形成第二透明電極圖形步驟中使用的掩模板為同一掩模板。相比于現有技術，該方法并不增加掩模板的使用數量，在增大像素開口率的同時大大節約了制造成本。
[0021]優選的，所述在基板和柵極上形成與柵極電連接的第一透明電極的圖形，具體為:在基板上形成與柵極上表面搭接的第一透明電極的圖形。第一透明電極與柵極之間能夠可靠地電連接，且第一透明電極的制作精度要求相對較低，因此能夠進一步節約制造成本。
[0022]在形成所述薄膜晶體管的有源層和源極、漏極的圖形結構之后，形成第二透明電極之前，還包括:
[0023]在所述薄膜晶體管上形成第一絕緣層，所述第一絕緣層具有連接所述薄膜晶體管的漏極和第二透明電極的過孔。
[0024]本發明實施例還提供了一種顯示裝置，包括前述任一技術方案所述的有源矩陣有機發光二極管陣列基板。該顯示裝置的像素開口率較高，顯示品質較佳，且能耗低，使用壽命長。【專利附圖】

【附圖說明】
[0025]圖1為現有AMOLED陣列基板的一個像素單元在TFT處的截面結構示意圖；
[0026]圖2為本發明一實施例AMOLED陣列基板的一個像素單元在TFT處的截面結構示意圖；
[0027]圖3為本發明另一實施例AMOLED陣列基板的一個像素單元在TFT處的截面結構示意圖；
[0028]圖4為本發明實施例AMOLED陣列基板的制作方法流程示意圖。
[0029]附圖標記:
[0030]1-基板；2_柵極；3_第一透明電極；4_柵極絕緣層；5_有源層；
[0031]6-源極；7_漏極；8_第一絕緣層；9_過孔；10_第二透明電極；
[0032]11-刻蝕阻擋層；100_存儲電容22-柵極(現有技術)23-透明電極。
【具體實施方式】
[0033]為了提高陣列基板的像素開口率，提升顯示裝置的顯示品質，降低顯示裝置的能耗并延長其使用壽命，本發明實施例提供了一種有源矩陣有機發光二極管(以下簡稱AM0LED)陣列基板及其制作方法和一種顯示裝置。在本發明陣列基板的技術方案中，第一透明電極與柵極電連接，第二透明電極與第一透明電極位置相對，不透光的柵極和漏極的面積可以設計的相對較小，具有高透過率的第一透明電極與第二透明電極面積較大且兩者之間形成存儲電容，因此，相比于現有技術，陣列基板的像素開口率大大增加，包含該陣列基板的顯示裝置的顯示品質提升，并且能耗較低，使用壽命延長。
[0034]為使本發明的目的、技術方案和優點更加清楚，以下舉實施例對本發明作進一步詳細說明。
[0035]如圖2所示，本發明實施例提供的AMOLED陣列基板，包括基板I和位于基板I上且陣列排布的多個像素單元，每個像素單元包括薄膜晶體管、第一透明電極3和第二透明電極10，其中:
[0036]第一透明電極3位于基板I之上且與薄膜晶體管的柵極2電連接；第二透明電極10與薄膜晶體管的漏極7電連接，第一透明電極3與第二透明電極10位置相對(即第一透明電極3和第二透明電極10在垂直于基板方向有交疊)，為了獲得大的交疊面積，優選的，第一透明電極3位于第二透明電極10的正下方。
[0037]通過對比圖1和圖2可以看出，圖1中，柵極22的部分區域需要與漏極7位置相對，以形成存儲電容100，為使存儲電容100值滿足設計要求，該部分區域的面積通常較大，因此會影響到像素的開口率。而在圖2中，不透光的柵極2和漏極7的面積可以設計的相對較小，具有高透過率的第一透明電極3與第二透明電極10位置相對且面積較大，兩者之間形成存儲電容100’，因此，相比于現有技術，陣列基板的像素開口率大大增加，包含該陣列基板的顯示裝置的顯示品質提升，并且能耗較低，使用壽命延長。
[0038]優選的，第一透明電極3與第二透明電極10圖形相同。第一透明電極3的構圖工藝和第二透明電極10的構圖工藝可以采用同一張掩模板，該方案可以在不增加掩模板數量的前提下增大像素的開口率，因此，大大節約了制造成本。
[0039]優選的，第一透明電極3為像素單元的存儲電容100’的底電極，第二透明電極10為像素單元的像素電極(像素電極可作為OLED器件的陽極或者陰極)且同時為像素單元的存儲電容100’的頂電極。這樣，第一透明電極3、第二透明電極10與像素電極實際上可以采用同一張掩模板制作，制作成本較低。
[0040]請繼續參照圖2所示，第一透明電極3搭接于柵極2的上表面。第一透明電極3與柵極2之間能夠可靠地電連接，且第一透明電極3的制作精度要求相對較低，因此能夠進一步節約制造成本。值得一提的是，柵極2也可以搭接于第一透明電極3的上方，同樣可以實現第一透明電極3與柵極2的可靠電連接。
[0041]薄膜晶體管上形成有第一絕緣層8，第二透明電極10通過第一絕緣層8的過孔9與薄膜晶體管的漏極7電連接，制作工藝較為簡便，且電連接可靠。
[0042]圖2所示實施例中，每個像素單元的具體結構包括:
[0043]位于基板I之上的柵極2 ；
[0044]位于基板I之上且與柵極2電連接的第一透明電極3 ；
[0045]位于柵極2和第一透明電極3之上的柵極絕緣層4 ；
[0046]位于柵極絕緣層4之上且與柵極2位置相對的有源層5 ；
[0047]位于有源層5的上方且相對而置的源極6和漏極7 ；
[0048]位于源極6和漏極7之上的第一絕緣層8，第一絕緣層8具有通向漏極7的過孔9 ；
[0049]位于第一絕緣層8之上且穿過過孔9與漏極7電連接的第二透明電極10，第二透明電極10與第一透明電極3位置相對。
[0050]如圖3所示的另一實施例，當有源層5為氧化物半導體(例如銦鎵鋅氧化物或鉿銦鋅氧化物)時，有源層5與源極6和漏極7之間優選具有刻蝕阻擋層11，源極6和漏極7分別穿過刻蝕阻擋層11的對應過孔(圖中未以附圖標記示出)與有源層5連接。在刻蝕源漏金屬時，刻蝕阻擋層11可以有效保護有源層5的溝道區不被刻蝕破壞，從而使薄膜晶體管能夠正常工作，以提高陣列基板的生產合格率。
[0051]基板I可以采用玻璃基板、樹脂基板或者塑料基板等；柵極2、源極6和漏極7的具體材質不限，例如可以為鋁、銅、鑰等；有源層5可以采用非晶硅、多晶硅或者氧化物半導體(例如銦鎵鋅氧化物或鉿銦鋅氧化物)等材質；第一透明電極3與第二透明電極10的材質可以相同，也可以不同，可以分別為氧化銦錫或者氧化銦鋅等；柵極絕緣層4的材質可以為氮化硅，第一絕緣層8可以包含多層，例如包含氮化硅層和平坦化的有機膜層(位于氮化硅層之上，例如為樹脂層)。
[0052]AMOLED陣列基板的像素驅動電路可以為2T1C (像素驅動電路包含兩個薄膜晶體管和一個存儲電容)結構，也可以為包含更多個薄膜晶體管的補償結構。這些像素結構中，由于薄膜晶體管柵極和漏極的面積相對現有技術較小，因此，像素的開口率較大，顯示品質較佳，且能耗較低。
[0053]請參照圖2所示，該實施例相比于現有技術，存儲電容100’的面積約增大為五倍，同時，存儲電容100’的介質厚度為柵極絕緣層4和第一絕緣層8的厚度之和，也約增大為現有技術的五倍(現有技術中存儲電容100的介質厚度為柵極絕緣層4的厚度)。由存儲電
容值的計算公式C = ￥(C為存儲電容值，ε為介電常數，A為存儲電容極板面積，d為存儲


Cl電容的介質厚度)可以看出，存儲電容值并未減小，滿足產品的電氣性能要求。
[0054]如圖4所示，本發明實施例還提供了一種AMOLED陣列基板(可參照圖2所示)的制作方法，包括在基板I上形成薄膜晶體管、第一透明電極3和第二透明電極10的步驟，具體包括:
[0055]步驟101、在基板I上形成薄膜晶體管柵極2的圖形；
[0056]步驟102、在基板I和柵極2上形成與柵極2電連接的第一透明電極3的圖形；
[0057]步驟103、形成薄膜晶體管的有源層5和源極6、漏極7的圖形結構；
[0058]步驟104、形成與薄膜晶體管的漏極7電連接的第二透明電極10的圖形，第二透明電極10與第一透明電極3位置相對。
[0059]基板上各膜層的圖形通常采用構圖工藝制作形成，一次構圖工藝通常包括基板清洗、成膜、光刻膠涂覆、曝光、顯影、刻蝕、光刻膠剝離等工序；對于金屬層通常采用物理氣相沉積方式(例如磁控濺射法)成膜，通過濕法刻蝕形成圖形，而對于非金屬層通常采用化學氣相沉積方式成膜，通過干法刻蝕形成圖形。在完成步驟104之后，可采用蒸鍍法繼續形成OLED的各功能層。
[0060]采用該方法制作的AMOLED陣列基板，不透光的柵極2和漏極7的面積可以設計的相對較小，具有高透過率的第一透明電極3與第二透明電極10位置相對且面積較大，兩者之間形成存儲電容，因此，相比于現有技術，像素開口率大大增加，顯示裝置的顯示品質提升，并且能耗較低，使用壽命延長。
[0061]優選的，步驟102和步驟104中使用的掩模板為同一掩模板。制作圖2所示的像素結構可共采用五張掩模板，相比于現有技術，該方法并不增加掩模板的使用數量，在增大像素開口率的同時大大節約了制造成本。
[0062]優選的，步驟102具體為:在基板I上形成與柵極2上表面搭接的第一透明電極3的圖形。第一透明電極3與柵極2之間能夠可靠地電連接，且第一透明電極3的制作精度要求相對較低，因此能夠進一步節約制造成本。
[0063]在步驟103之后，步驟104之前，該方法還可包括:
[0064]在薄膜晶體管上形成第一絕緣層8，第一絕緣層8具有連接薄膜晶體管的漏極7和第二透明電極10的過孔9。
[0065]具體的，形成圖2所示的AMOLED陣列基板可通過如下步驟:
[0066]在基板I上形成柵極2的圖形；
[0067]在基板I上形成與柵極2電連接的第一透明電極3的圖形；
[0068]形成位于柵極2和第一透明電極3之上的柵極絕緣層4 ；
[0069]形成位于柵極絕緣層4之上且與柵極2位置相對的有源層5的圖形；
[0070]形成位于有源層5的上方且相對而置的源極6和漏極7的圖形；
[0071]形成位于源極6和漏極7之上的第一絕緣層8的圖形，第一絕緣層8具有通向漏極7的過孔9 ；
[0072]形成位于第一絕緣層8之上且穿過過孔9與漏極7電連接的第二透明電極10的圖形，第二透明電極10與第一透明電極3位置相對。
[0073]更優的，可參考圖3所示，當有源層5為氧化物半導體時，在形成有源層5之后，形成源極6、漏極7之前，還包括步驟:形成位于有源層5之上的刻蝕阻擋層11的圖形，刻蝕阻擋層11對應源極6和漏極7的位置分別具有過孔。在后續工藝刻蝕源漏金屬時，刻蝕阻擋層11可以有效保護有源層5的溝道區不被刻蝕破壞，從而使薄膜晶體管能夠正常工作，以提高顯示裝置的生產合格率。
[0074]本發明實施例還提供了一種顯示裝置，包括前述任一技術方案的AMOLED陣列基板。該顯示裝置的像素開口率較高，顯示品質較佳，且能耗低，使用壽命長。顯示裝置的具體類型不限，例如可以為AMOLED顯示器、AMOLED電視等等。
[0075]顯然，本領域的技術人員可以對本發明進行各種改動和變型而不脫離本發明的精神和范圍。這樣，倘若本發明的這些修改和變型屬于本發明權利要求及其等同技術的范圍之內，則本發明也意圖包含這些改動和變型在內。
【權利要求】
1.一種有源矩陣有機發光二極管陣列基板，其特征在于，包括基板和位于基板上且陣列排布的多個像素單元，每個所述像素單元包括薄膜晶體管、第一透明電極和第二透明電極，其中， 所述第一透明電極位于基板之上且與所述薄膜晶體管的柵極電連接；所述第二透明電極與薄膜晶體管的漏極電連接，所述第一透明電極與第二透明電極位置相對。
2.如權利要求1所述的有源矩陣有機發光二極管陣列基板，其特征在于，所述第一透明電極與第二透明電極圖形相同。
3.如權利要求1所述的有源矩陣有機發光二極管陣列基板，其特征在于，所述第一透明電極搭接于柵極的上表面。
4.如權利要求1所述的有源矩陣有機發光二極管陣列基板，其特征在于， 所述第一透明電極為所述像素單元的存儲電容的底電極，所述第二透明電極為所述像素單元的像素電極且同時為所述像素單元的存儲電容的頂電極。
5.如權利要求1?4任一項所述的有源矩陣有機發光二極管陣列基板，其特征在于，所述薄膜晶體管上形成有第一絕緣層，所述第二透明電極通過第一絕緣層的過孔與所述薄膜晶體管的漏極電連接。
6.一種有源矩陣有機發光二極管陣列基板的制作方法，其特征在于，包括在基板上形成薄膜晶體管、第一透明電極和第二透明電極的步驟，具體包括: 在基板上形成所述薄膜晶體管柵極的圖形； 在基板和柵極上形成與柵極電連接的第一透明電極的圖形； 形成所述薄膜晶體管的有源層和源極、漏極的圖形結構； 形成與所述薄膜晶體管的漏極電連接的第二透明電極的圖形，所述第二透明電極與第一透明電極位置相對。
7.如權利要求6所述的制作方法，其特征在于，形成第一透明電極圖形步驟中使用的掩模板與形成第二透明電極圖形步驟中使用的掩模板為同一掩模板。
8.如權利要求6所述的制作方法，其特征在于，所述在基板和柵極上形成與柵極電連接的第一透明電極的圖形，具體為: 在基板上形成與柵極上表面搭接的第一透明電極的圖形。
9.如權利要求6?8任一項所述的制作方法，其特征在于，在形成所述薄膜晶體管的有源層和源極、漏極的圖形結構之后，形成第二透明電極之前，還包括: 在所述薄膜晶體管上形成第一絕緣層，所述第一絕緣層具有連接所述薄膜晶體管的漏極和第二透明電極的過孔。
10.一種顯示裝置，其特征在于，包括如權利要求1?5任一項所述的有源矩陣有機發光二極管陣列基板。
【文檔編號】G09G3/32GK103839973SQ201410062448
【公開日】2014年6月4日 申請日期:2014年2月24日 優先權日:2014年2月24日
【發明者】蓋翠麗, 宋丹娜, 張保俠 申請人:京東方科技集團股份有限公司