晶体管结构、显示基板及制备方法、显示装置与流程

1.本公开属于显示技术领域，更具体地，涉及一种晶体管结构、显示基板及制备方法、显示装置。


背景技术：

2.本部分旨在为权利要求书中陈述的实施方式提供背景或上下文。此处的描述不因为包括在本部分中就承认是现有技术。
3.显示装置例如包括液晶显示装置和发光二极管显示装置。在显示装置的显示基板中集成有大量的晶体管。晶体管的栅极与源漏极之间的短路不良会极大降低产品良率。


技术实现要素：

4.本公开提供一种晶体管结构、显示基板及制备方法、显示装置。
5.本公开采用如下技术方案：一种晶体管结构，包括：基底、设置在所述基底上的控制极、至少覆盖所述控制极的侧表面的平坦化层、覆盖所述控制极和所述平坦化层的栅绝缘层、设置在所述栅绝缘层远离所述基底一侧的有源层、设置在所述栅绝缘层远离所述基底一侧且与所述有源层电接触的第一极和第二极，其中，所述有源层在所述基底的正投影与所述平坦化层在所述基底的正投影无交叠。
6.在一些实施例中，所述控制极遮光，所述基底透光，所述平坦化层的材料包括负性光刻胶。
7.在一些实施例中，所述平坦化层的厚度大于所述控制极的厚度。
8.在一些实施例中，所述平坦化层的厚度与所述控制极的厚度之差在0.1um到2um的范围内。
9.本公开采用如下技术方案：一种显示基板，包括前述的晶体管结构。
10.在一些实施例中，所述显示基板还包括：与所述控制极同层设置的第一走线，所述平坦化层还至少覆盖所述第一走线的侧表面，至少在所述第一走线的顶表面的部分区域处所述平坦化层空缺设置。
11.在一些实施例中，所述显示基板包括：液晶显示基板、发光二极管显示基板或电子纸显示基板。
12.本公开采用如下技术方案：一种显示基板的制备方法，包括：
13.在基底上形成控制极；
14.形成平坦化层；
15.对所述平坦化层进行图案化，以至少去除所述平坦化层中位于所述控制极顶表面的部分区域处的部分，并至少保留所述平坦化层中位于所述控制极的侧表面上的部分；
16.形成覆盖所述平坦化层和所述控制极的栅绝缘层；
17.在所述栅绝缘层上形成有源层，其中，所述有源层在所述基底的正投影与所述平坦化层在所述基底的正投影无交叠；
18.形成与所述有源层电连接的第一极和第二极。
19.在一些实施例中，所述控制极遮光，所述基底透光，所述平坦化的材料包括负性光刻胶，所述对所述平坦化层进行图案化的步骤中，以所述控制极作为掩膜，从所述基底一侧朝向所述平坦化层进行曝光。
20.在一些实施例中，
21.所述在基底上形成控制极步骤中，还在所述基底上形成与所述控制极同层设置的第一走线；
22.从所述基底一侧朝向所述平坦化层进行曝光时，还以所述第一走线作为掩膜。
23.本公开采用如下技术方案：一种显示装置，包括：前述的显示基板或者根据前述的制备方法所得到的显示基板。
附图说明
24.图1是本公开实施例提供的晶体管结构的结构示意图。
25.图2是本公开实施例提供的显示基板的部分走线的结构示意图。
26.图3是本公开实施例提供的显示基板的制备方法的流程示意图。
27.图4a和图4b分别是本公开实施例提供的显示基板的走线区域和晶体管区域在制备的第一阶段的结构示意图。
28.图5a和图5b分别是本公开实施例提供的显示基板的走线区域和晶体管区域在制备的第二阶段的结构示意图。
29.图6a和图6b分别是本公开实施例提供的显示基板的走线区域和晶体管区域在制备的第三阶段的结构示意图。
30.图7a和图7b分别是本公开实施例提供的显示基板的走线区域和晶体管区域在制备的第四阶段的结构示意图。
31.图8a和图8b分别是本公开实施例提供的显示基板的走线区域和晶体管区域在制备的第五阶段的结构示意图。
32.其中附图标记如下：1、基底；21、控制极；22、第一走线；3、平坦化层；4、栅绝缘层；5、有源层；61、第一极；62、第二极；63、第二走线。
具体实施方式
33.下面结合附图所示的实施例对本公开作进一步说明。
34.相关技术中的一种晶体管结构是在栅极上设置一层栅绝缘层，在栅绝缘层上设置有源层和源漏极。栅极的侧表面相对于晶体管所处基底是一个斜面，栅绝缘层在栅极的侧表面上的厚度相对较薄。栅极的图案是通过刻蚀工艺形成的，这导致栅极的侧表面凹凸不平而容易产生尖端。在高温高湿的环境下，栅极侧表面上的尖端容易被氧化生长而穿透较薄的栅绝缘层，由此造成栅极与源漏极短路。
35.对于高像素密度高刷新频率的显示基板，为减小电极和走线的电阻，电极和走线采用较厚的金属层(材料例如是铜)，电极和走线的侧表面更高且占用基底的面积更大，更容易产生栅极与源漏极短路的不良。
36.本公开中，将栅极称为控制极，源漏极中的一者称为第一极，源漏极中的另一者称
为第二极。
37.参考图1，本公开的实施例提供一种晶体管结构，包括：基底1、设置在基底1上的控制极21、至少覆盖控制极21的侧表面的平坦化层3、覆盖控制极21和平坦化层3的栅绝缘层4、设置在栅绝缘层4远离基底1一侧的有源层5、设置在栅绝缘层4远离基底1一侧且与有源层5电接触的第一极61和第二极62，其中，有源层5在基底1的正投影与平坦化层3在基底1的正投影无交叠。
38.控制极21的顶表面指的是控制极21远离基底1一侧的表面。控制极21靠近基底1一侧的表面称为控制极21的底表面。控制极21连接其顶表面和底表面的表面称为控制极21的侧表面。
39.平坦化层3使得栅绝缘层4平行于或近似平行于基底1，栅绝缘层4的厚度相对均匀，晶体管的第一极61与控制极21侧表面的距离更大，晶体管的第二极62与控制极21侧表面的距离更大。控制极21侧表面上的尖端很难穿透平坦化层3和栅绝缘层4，从而有效地降低了控制极21和第一极61以及与第二极62之间的短路风险，提高产品的良率和可靠性。
40.在一些实施例中，控制极21遮光，基底1透光，平坦化层3的材料包括负性光刻胶。负性光刻胶在曝光后，负性光刻胶的未被光照的部分在后续显影的工艺中被去除，负性光刻胶的被光照的部分在后续显影的工艺中被保留。控制极21遮光，则可以将控制极21作为曝光的掩膜。由于光在负性光刻胶中存在衍射，并且负性光刻胶内化学反应的强度的分布具有连续性，通过控制曝光工艺的光强和曝光时间，可以使得控制极21侧表面上方的负性光刻胶能够在后续显影工艺中被保留。如此，在不增加掩膜版数量的情况下也能实现平坦化层3的图形化。
41.在另一些实施例中，平坦化层3的材料包括正性光刻胶。则需要增加一掩膜版以对平坦化层3进行图案化处理。
42.在一些实施例中，参考图1，有源层5在基底1上的正投影与平坦化层3在基底1上的正投影无交叠。这使得有源层5所述表面(控制极21顶表面中未被平坦化层3覆盖的区域)为相对平整的表面。
43.在一些实施例中，参考图1，平坦化层3的厚度大于控制极21的厚度。如此可以保证平坦化层3能够完全覆盖控制极21的侧表面。
44.在一些实施例中，平坦化层3的厚度与控制极21的厚度之差在0.1um到2um的范围内。在另一些实施例中，平坦化层3的厚度与控制极21的厚度之差在0.1um到1um的范围内。
45.平坦化层3的厚度与控制极21的厚度非常接近，则无法保证平坦化层3图案化之后完全覆盖控制极21的侧表面。平坦化层3的厚度超出控制极21的厚度过大，则增加工艺难度和材料消耗并且增加产品厚度。
46.在一些实施例中，平坦化层3的材料包括：环氧树脂或聚酰亚胺。这些材料均可以作为负性光刻胶的材料。
47.在一些实施例中，基底1的材料包括：玻璃。
48.在另一些实施例中，基底1的材料包括：聚酰亚胺、聚碳酸酯、聚醚砜、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚萘二甲酸乙二醇酯或多芳基化合物。在这些实施例中，基底1是柔性的。
49.在一些实施例中，栅绝缘层4的材料包括：硅的氧化物或硅的氮化物。
50.在一些实施例中，有源层5的材料包括：多晶硅、非晶硅或诸如铟锌氧化物(igzo)
的透明半导体氧化物。
51.在一些实施例中，控制极21的材料包括：铜(cu)、铝(al)、钼(mo)、钛(ti)、铬(cr)和钨(w)的金属单质或这些金属单质构成的金属合金。
52.在一些实施例中，第一极61和第二极62的材料包括：铜(cu)、铝(al)、钼(mo)、钛(ti)、铬(cr)和钨(w)的金属单质或这些金属单质构成的金属合金。
53.基于与前述实施例相同的发明构思，本公开的实施例还提供一种显示基板，包括前述的晶体管结构。
54.在一些实施例中，结合图1和图2，显示基板还包括：与控制极21同层设置的第一走线22，平坦化层3还至少覆盖第一走线22的侧表面，至少在第一走线22的顶表面的部分区域处平坦化层3空缺设置。
55.当基底1透光，第一走线22遮光，平坦化层3的材料包括负性光刻胶时，平坦化层3位于第一走线22顶表面的空缺区域可以是与平坦化层3位于控制极21顶表面的空缺区域同步形成的。
56.具体地，从基底1一侧对平坦化层3曝光时，第一走线22可以作为掩膜，从而在后续的显影步骤中，第一走线22顶表面上的平坦化层3材料可以被去除。通过控制曝光的时间和强度可以控制第一走线22顶表面上保留的平坦化层3的区域的大小。
57.在一些实施例中，第一极61和第二极62同层设置，显示基板还包括与第一极61和第二极62同层设置的第二走线63，如果第二走线63与第一走线22的侧表面具有交叠区域，那么第二走线63与第一走线22短路的风险也是能够得到降低的。
58.本公开中称两个结构同层设置，指的是二者由同一材料层形成，并不限定二者与基底1的距离相等。
59.在一些实施例中，显示基板包括：液晶显示基板或发光二极管显示基板。发光二极管显示基板例如是有机发光二极管(oled)显示基板或微发光二极管(micro-led或mini-led)显示基板。mini-led的芯片尺寸介于100μm至200μm之间。micro-led的尺寸比mini led更小，通常为1μm至100μm之间。本公开将以上两种发光二极管统称为微发光二极管。
60.基于与前述实施例相同的发明构思，参考图3，本公开的实施例还提供一种显示基板的制备方法，包括以下步骤。
61.步骤101、参考图4b在基底1上形成控制极21；
62.在一些实施例中，同步地，参考图4a，在基底1上形成第一走线22。第一走线22与控制极21同层设置。
63.步骤102、形成平坦化层3。例如通过涂覆的工艺形成平坦化层3。
64.参考图5b，平坦化层3覆盖控制极21。同时参考图5a，平坦化层3覆盖第一走线22。
65.步骤103、对所述平坦化层3进行图案化，以至少去除所述平坦化层3中位于所述控制极21顶表面的部分区域处的部分，并至少保留所述平坦化层3中位于所述控制极21的侧表面上的部分。
66.本公开中所述的图案化工艺可包括涂覆光刻胶、曝光、显影、烘烤、刻蚀等工艺中的一项或几项。
67.在一些实施例中，参考图5a和图5b，第一走线22和控制极21遮光，基底1透光，平坦化层3的材料包括负性光刻胶。图5a和图5b中箭头方向为曝光用的光的传播方向。以第一走
线22和控制极21作为掩膜，从基底1一侧对平坦化层3进行曝光，经过显影和烘烤处理后，参考图6a和图6b，不仅控制极21顶表面部分区域处的负性光刻胶材料被去除，第一走线22的顶表面部分区域处的负性光刻胶也被去除。
68.步骤104、参考图7b，形成覆盖平坦化层3和控制极21的栅绝缘层4。
69.参考图7a，在一些实施例中，栅绝缘层4还覆盖第一走线22的顶表面。
70.步骤105、参考图8b，在栅绝缘层4上形成有源层5，其中，有源层5在基底1的正投影与平坦化层3在基底1的正投影无交叠。
71.参考图8a，在布线区域处有源层5的材料被去除，第二走线63上不设置有源层5。
72.步骤106、参考图1，形成与有源层5电连接的第一极61和第二极62。
73.在一些实施例中，结合图1和图2，第一极61、第二极62和第二走线63是同一材料层经过一道光刻工艺形成的。
74.基于相同的发明构思，本公开的实施例还提供一种显示装置，包括：前述的显示基板或前述制备方法所得到的的显示基板。
75.显示装置指任意具有显示功能的产品或部件。显示装置例如是显示面板、显示模组、手机、平板电脑、显示器、电视机、车载显示屏、导航仪、地面显示屏、电子广告牌等。
76.显示装置的显示类型例如是液晶显示、发光二极管显示、电子纸显示等。本公开对显示装置的显示类型不做限定。
77.本公开中的各个实施例均采用递进的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。
78.本公开的保护范围不限于上述的实施例，显然，本领域的技术人员可以对本公开进行各种改动和变形而不脱离本公开的范围和精神。倘若这些改动和变形属于本公开权利要求及其等同技术的范围，则本公开的意图也包含这些改动和变形在内。