阅读说明：本技术 阵列基板、阵列基板的制造方法及显示装置 (Array substrate, manufacturing method of array substrate and display device ) 是由 梅雪茹 于 2019-10-08 设计创作，主要内容包括：本申请公开了一种阵列基板、阵列基板的制造方法及显示装置,该阵列基板包括基板,及形成在基板上的栅极层、有源层和源漏极层,栅极层与有源层和源漏极层之间形成有绝缘层；有源层包括层叠设置的石墨烯层和二硫化钼层,至少一层石墨烯层位于有源层背离基板的一侧,并与源漏极层接触。本申请改进了阵列基板的结构,提高了阵列基板上的有源层的载流子浓度和迁移率,进而提高阵列基板的性能。(The application discloses an array substrate, a manufacturing method of the array substrate and a display device, wherein the array substrate comprises a substrate, a grid layer, an active layer and a source drain layer, wherein the grid layer, the active layer and the source drain layer are formed on the substrate; the active layer comprises graphene layers and molybdenum disulfide layers which are arranged in a stacked mode, and at least one graphene layer is located on one side, away from the substrate, of the active layer and is in contact with the source drain electrode layer. The structure of the array substrate is improved, the carrier concentration and the mobility of the active layer on the array substrate are improved, and the performance of the array substrate is further improved.)

阵列基板、阵列基板的制造方法及显示装置

技术领域

本申请涉及显示技术领域，具体涉及一种阵列基板、阵列基板的制造方法及显示装置。

背景技术

随着柔性显示、微发光二极管(Micro LED，μLED)显示、有机发光二极管(OrganicLight-Emitting Diode，OLED)显示等新型显示技术的发展，对于重要的驱动元件的性能要求越来越高，如高迁移率、快速驱动，低损耗等。

薄膜晶体管(Thin Film Transistor,TFT)阵列基板作为各类显示技术中重要的驱动元件，其性能直接关系到新型显示技术的显示效果。而有源层作为薄膜晶体管阵列基板中最重要的组成部分，对薄膜晶体管阵列基板性能有很大的影响。

现有技术中，一般采用非晶矽(a-Si)、低温多晶矽(LTPS)等半导体材料作为有源层的材料，这些半导体材料对有源层的载流子迁移率提升有限，导致薄膜晶体管阵列基板的性能较低，无法满足新型显示技术的要求。

发明内容

本申请提供一种阵列基板、阵列基板的制造方法及显示装置，旨在改进阵列基板的结构，提高阵列基板上的有源层的载流子浓度和迁移率，进而提高阵列基板的性能。

为解决上述问题，第一方面，本申请提供一种阵列基板，包括基板，及形成在所述基板上的栅极层、有源层和源漏极层，所述栅极层与所述有源层和所述源漏极层之间形成有绝缘层；所述有源层包括层叠设置的石墨烯层和二硫化钼层，至少一层石墨烯层位于所述有源层背离所述基板的一侧，并与所述源漏极层接触。

可选地，所述有源层包括两层石墨烯层，以及位于两层石墨烯层之间的二硫化钼层。

可选地，所述二硫化钼层所包括的单层二硫化钼数量小于或等于3。

可选地，所述石墨烯层所包括的碳层数小于或等于10。

可选地，所述绝缘层包括栅极绝缘层；所述栅极层、所述栅极绝缘层、所述有源层形成于所述基板上，所述源漏极层形成于所述有源层和所述栅极绝缘层上。

可选地，所述绝缘层包括栅极绝缘层和层间介质层；所述有源层、所述栅极绝缘层、所述栅极层依次形成于所述基板上，所述层间介质层成于所述有源层和所述栅极层上，所述源漏极层形成于所述层间介质层上且穿过所述层间介质层与所述有源层接触。

第二方面，本申请提供一种阵列基板的制造方法，包括：

提供基板；

在所述基板上形成栅极层；

在所述基板上形成覆盖所述栅极层的栅极绝缘层；

在所述栅极绝缘层上形成层叠的石墨烯层和二硫化钼层以构成有源层，至少一层石墨烯层位于所述有源层背离所述基板的一侧；

在所述栅极绝缘层和所述有源层上形成源漏极层。

可选地，所述在所述栅极绝缘层上形成层叠的石墨烯层和二硫化钼层以构成有源层包括：

在所述栅极绝缘层上依次形成第一石墨烯层、二硫化钼层和第二石墨烯层以构成所述有源层。

第三方面，本申请提供一种阵列基板的制造方法，包括：

提供基板；

在所述基板上形成层叠的石墨烯层和二硫化钼层以构成有源层，至少一层石墨烯层位于所述有源层背离所述基板的一侧；

在所述有源层上形成栅极绝缘层；

在所述栅极绝缘层上形成栅极层；

在所述栅极层和所述有源层上形成层间介质层；

在所述层间介质层上形成与所述有源层接触的源漏极层。

可选地，所述在所述基板上形成层叠的石墨烯层和二硫化钼层以构成有源层包括：

在所述基板上依次形成第一石墨烯层、二硫化钼层和第二石墨烯层以构成所述有源层。

第四方面，本申请提供一种显示装置，所述显示装置包括如上所述的阵列基板，所述阵列基板，包括基板，及形成在所述基板上的栅极层、有源层和源漏极层，所述栅极层与所述有源层和所述源漏极层之间形成有绝缘层；所述有源层包括层叠设置的石墨烯层和二硫化钼层，至少一层石墨烯层位于所述有源层背离所述基板的一侧，并与所述源漏极层接触。

有益效果：本申请中，阵列基板的有源层包括层叠设置的石墨烯层和二硫化钼层，且至少一层石墨烯层位于有源层背离基板的一侧，并与阵列基板的源漏极层接触。二硫化钼作为典型的二维过渡金属硫族化合物，具备带隙可调的特性，其载流子浓度较高，而石墨烯具有高电导特性，能够为二氧化钼提供大量的自由电子。通过将石墨烯层和二硫化钼层层叠在一起构成阵列基板的有源层，使至少一层石墨烯层位于有源层背离基板的一侧，并与阵列基板的源漏极层接触，能够使有源层具有较高的载流子浓度的同时，降低有源层与源漏极层的接触势垒，提高了有源层的载流子迁移率，进而提高阵列基板的性能。

附图说明

为了更清楚地说明本申请中的技术方案，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申请的一些实施例，对于本领域技术人员来讲，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是本申请提供一种阵列基板的一个实施例中在基板上形成栅极层的结构示意图；

图2是本申请提供一种阵列基板的一个实施例中形成栅极绝缘层的结构示意图；

图3是本申请提供一种阵列基板的一个实施例中形成有源层的结构示意图；

图4是本申请提供一种阵列基板的一个实施例中形成源漏极层的结构示意图；

图5是本申请提供一种阵列基板的一个实施例中形成钝化层的结构示意图；

图6是本申请提供一种阵列基板的一个实施例中形成氧化铟锡层的结构示意图；

图7是本申请提供一种阵列基板制造方法的另一个实施例的流程示意图；

图8是本申请提供一种阵列基板制造方法的一个实施例的流程示意图；

图9是本申请提供一种阵列基板的另一个实施例的结构示意图。

阵列基板10；阵列基板10a；基板11；基板11a；栅极层12；栅极层12a；栅极绝缘层13；栅极绝缘层13a；层间介质层14；有源层15；有源层15a；石墨烯层151；石墨烯层151a；二硫化钼层152；二硫化钼层152a；源漏极层16；源漏极层16a；钝化层17；钝化层17a；铟锡氧化物层18；铟锡氧化物层18a。

具体实施方式

下面将结合本申请中的附图，对本申请中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

在本申请的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个所述特征。在本申请的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本申请中，“示例性”一词用来表示“用作例子、例证或说明”。本申请中被描述为“示例性”的任何实施例不一定被解释为比其它实施例更优选或更具优势。为了使本领域任何技术人员能够实现和使用本申请，给出了以下描述。在以下描述中，为了解释的目的而列出了细节。应当明白的是，本领域普通技术人员可以认识到，在不使用这些特定细节的情况下也可以实现本申请。在其它实例中，不会对公知的结构和过程进行详细阐述，以避免不必要的细节使本申请的描述变得晦涩。因此，本申请并非旨在限于所示的实施例，而是与符合本申请所公开的原理和特征的最广范围相一致。

本申请提供一种阵列基板。以下分别进行详细说明。

参照图4，阵列基板10包括基板11，及形成在基板11上的栅极层12、有源层15和源漏极层16，栅极层12与有源层15和源漏极层16之间形成有绝缘层。源漏极层16包括连接在有源层15两侧的源极和漏极，源极、漏极和有源层15均通过绝缘层与栅极层12隔开，绝缘层的数量和结构具体根据栅极层12、有源层15和源漏极层16在基板11上的排布方式而定，下面会对绝缘层的结构进行详细的描述，此处不再赘述。

在一实施例中，如图3所示，有源层15可以包括层叠设置的石墨烯层151和二硫化钼(MoS₂)层152，其中，至少一层石墨烯层151位于有源层15背离基板11的一侧，并与源漏极层16接触。

可以理解的是，二硫化钼作为典型的二维过渡金属硫族化合物，具备带隙可调的特性，其载流子浓度较高，而石墨烯具有高电导特性，能够为二氧化钼提供大量的自由电子。通过将石墨烯层151和二硫化钼层152层叠在一起构成阵列基板10的有源层15，使至少一层石墨烯层151位于有源层15背离基板11的一侧，并与阵列基板10的源漏极层16接触，能够使有源层15具有较高的载流子浓度的同时，降低有源层15与源漏极层16的接触势垒，提高了有源层15的载流子迁移率，进而提高阵列基板10的性能。

而且，石墨烯和二硫化钼具有较高的机械强度，通过将石墨烯层151和二硫化钼层152层叠在一起构成阵列基板10的有源层15，能够提高有源层15的结构强度，使阵列基板10更适用于柔性显示装置。

可选地，有源层15可以包括两层石墨烯层151，以及位于两层石墨烯层151之间的二硫化钼层152，以保证有源层15具有较好的载流子迁移率和机械性能的同时，结构和制造工艺比较简单。

当然，有源层15所包括的石墨烯层151和二硫化钼层152也可以为一层或多层，例如：有源层15可以包括一层石墨烯层151和一层二硫化钼层152，且石墨烯层151位于二硫化钼层152的上方。或者，有源层15包括依次间隔排布的多层石墨烯层151和多层二硫化钼层152，且有源层15最顶部的一层为石墨烯层151。

在一实施例中，二硫化钼层152所包括的单层二硫化钼数量可以小于或等于3，以使二硫化钼层152具有较高载流子浓度的同时，减少形成二硫化钼层152的时间并降低阵列基板11的整体厚度。

当然，二硫化钼层152所包括的单层二硫化钼数量也可以大于3，具体可根据阵列基板10的性能要求而定。

在一实施例中，石墨烯层151所包括的碳层数可以小于或等于10，以有效降低有源层15与源漏极层16之间的界面势垒的同时，减小形成石墨烯层151的时间并降低阵列基板11的整体厚度。其中，石墨烯层151所包括的碳层数具体可以为1层、2层、5层等等，此处不做限制。

在一实施例中，如图4所示，绝缘层可以包括栅极绝缘层13。栅极层12、栅极绝缘层13及有源层15依次形成于基板11上，源漏极层16形成于有源层15和栅极绝缘层13上，源漏极层16的源极和漏极分别与有源层15两侧接触。其中，栅极绝缘层13覆盖栅极层12，以防止栅极层12和有源层15接触。

可选地，栅极绝缘层13的材质可以为氧化硅(SiO_x)；或者由氧化硅(SiO_x)和氮化硅(SiN_x)二者层叠构成的复合层；或者由氮化硅(SiN_x)、氧化硅(SiO_x)和氮氧化硅(S_iNO)三者层叠构成的复合层；或者由氮化硅(SiN_x)、氧化硅(SiO_x)和三氧化二铝(Al₂O₃)三者层叠构成的复合层。此外，栅极绝缘层13的材质还可以为氮化铝(AlN)、二氧化铪(HfO₂)等高K介电层。

在一实施例中，基板11为透明基板11。具体地，基板11可以为透明玻璃基板11，或由聚酰亚胺(PI)、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、环烯烃共聚物(COC)、或聚醚砜树脂(PES)等材料制成的透明柔性基板11等等。

在一实施例中，栅极层12的材质可以为层叠的钼和铜构成的复合层，或者层叠的钼和铝构成的复合层等。

在一实施例中，源漏极层16的材质可以为铜、铝、钴等金属材料、层叠的钼和铜构成的复合层，或者，层叠的钼和铝构成的复合层等。

如图5所示，在源漏极层16上还可以形成钝化(PV)层，在钝化层17上开设有通孔，该通孔自钝化层17的顶面延伸至源漏极层16的上表面。其中，钝化层17的材质可为氮化硅(SiN_x)、氧化硅(SiO_x)、氮氧化硅(S_iNO)、三氧化二铝(Al₂O₃)、二氧化铪(HfO₂)或氮化硼(BN)等绝缘材料。

如图6所示，在钝化层17上还可以形成铟锡氧化物(ITO)层，并经图形化形成像素电极。其中，铟锡氧化物层18穿过钝化层17的通孔与源漏极层16接触。

在另一实施例中，如图7所示，阵列基板10a的绝缘层包括栅极绝缘层13a和层间介质(ILD)层14；阵列基板10a的有源层15a、栅极绝缘层13a、栅极层12a依次形成于基板11a上，栅极绝缘层13a位于有源层15a和栅极层12a之间，以将有源层15a和栅极层12a隔开。层间介质层14成于有源层15a和栅极层12a上，源漏极层16a形成于层间介质层14上，从而使源漏极层16a和栅极层12a隔开，防止源漏极层16a和栅极层12a接触，源漏极层16a穿过层间介质层14与有源层15a接触。

可选地，在源漏极层16a和层间介质层14a上还形成有钝化层17a，在钝化层17a上还形成有铟锡氧化物层18a，该铟锡氧化物层18a经图形化形成像素电极。

其中，有源层15a、栅极绝缘层13a、栅极层12a、源漏极层16a及钝化层17a与上述有源层15、栅极绝缘层13、栅极层12、源漏极层16及钝化层17的材质可以相同，此处不再赘述。

层间介质层14的材质可以为氮化硅或二氧化硅等等。

如图8所示，本申请还提供一种阵列基板的制造方法，该阵列基板的制造方法包括但不限于S110至S150，对于步骤S110至S150的详细描述如下：

110、提供基板11。

其中，基板11为透明基板11，比如为玻璃基板11、塑料基板11等，也可以为柔性基板11。

120、如图1所示，在基板11上形成栅极层12。

具体制造过程为：在基板11上沉淀一层金属层，该金属层的材质为上述栅极层12的材质。然后再对金属层进行图案化处理，即通过一道光罩工艺，包括光阻涂布、曝光、显影、刻蚀和去光阻等工序，以形成栅极层12。

130、如图2所示，在基板11上形成覆盖栅极层12的栅极绝缘层13。

其中，形成栅极绝缘层13的步骤可以参照上述形成栅极层12的步骤，此处不再赘述。

140、如图3所示，在栅极绝缘层13上形成层叠的石墨烯层151和二硫化钼层152以构成有源层15，至少一层石墨烯层151位于有源层15背离基板11的一侧。

其中，石墨烯层151和二硫化钼层152均可以通过溶液法、气相沉积法或转移技术制备。在形成石墨烯层151和二硫化钼层152的过程中，可以通过控制成膜时间等条件得到不同层数的石墨烯层151和二硫化钼层152，以调节有源层15迁移率。

有源层15所包括的石墨烯层151和二硫化钼层152的数量和层叠方式具体可参照上述对有源层15结构的描述，此处不再赘述。

150、如图4所示，在栅极绝缘层13和有源层15上形成源漏极层16。

其中，形成源漏极层16的步骤可以参照上述形成栅极层12的步骤，此处不再赘述。

在一实施例中，在栅极绝缘层13上形成层叠的石墨烯层151和二硫化钼层152以构成有源层15包括：

在栅极绝缘层13上依次形成第一石墨烯层、二硫化钼层152和第二石墨烯层以构成有源层15。其中，第一石墨烯层为图3中位于二硫化钼层152下侧的石墨烯层151，第一石墨烯层为图3中位于二硫化钼层152上侧的石墨烯层151。

可选地，在所述在栅极绝缘层13和有源层15上形成源漏极层16之后，还可以包括步骤S160和步骤S170，具体描述如下：

160、如图5所示，在源漏极层16上形成钝化层17，并在钝化层17上形成通孔，该通孔自钝化层17的顶面延伸至源漏极层16的上表面。

170、如图6所示，在钝化层17上形成铟锡氧化物层18，并经图形化形成像素电极；其中，铟锡氧化物层18穿过钝化层17的通孔与源漏极层16接触。

如图7和图9所示，本申请还提供另一种阵列基板的制造方法，包括但不限于S210至S260，对于步骤S210至S260的详细描述如下：

210、提供基板11a。

220、在基板11a上形成层叠的石墨烯层151a和二硫化钼层152a以构成有源层15a，至少一层石墨烯层151a位于有源层15a背离基板11a的一侧。

230、在有源层15a上形成栅极绝缘层13a。

240、在栅极绝缘层13a上形成栅极层12a。

250、在栅极层12a和有源层15a上形成层间介质层14。

260、在层间介质层14上形成与有源层15a接触的源漏极层16a。

可选地，所述在基板11a上形成层叠的石墨烯层151a和二硫化钼层152a以构成有源层15a包括：

在基板11a上依次形成第一石墨烯层、二硫化钼层152和第二石墨烯层以构成有源层15a。其中，第一石墨烯层为图7中位于二硫化钼层152a下侧的石墨烯层151a，第一石墨烯层为图7中位于二硫化钼层152a上侧的石墨烯层151a。

可选地，在所述在层间介质层14上形成与有源层15a接触的源漏极层16a之后，还可以包括步骤S270和步骤S280，具体描述如下：

270、在源漏极层16a和层间介质层14上形成钝化层17a，并在钝化层17a上形成通孔，该通孔自钝化层17a的顶面延伸至源漏极层16a的上表面。

280、在钝化层17a上形成铟锡氧化物层18a，并经图形化形成像素电极；其中，铟锡氧化物层18a穿过钝化层17a的通孔与源漏极层16a接触。

可以理解的是，通过上述两种阵列基板制造方法获得的阵列基板，其有源层均包括层叠设置的石墨烯层和二硫化钼层，且至少一层石墨烯层位于有源层背离基板的一侧，并与源漏极层接触。能够使有源层具有较高的载流子浓度的同时，降低有源层与源漏极层的接触势垒，提高了有源层的载流子迁移率，进而提高阵列基板的性能。而且，还能够提高有源层的结构强度，使阵列基板更适用于柔性显示装置。

需要说明的是，上述阵列基板实施例中仅描述了上述结构，可以理解的是，除了上述结构之外，本申请的阵列基板中，还可以根据需要包括缓冲层等任何其他的必要结构，具体此处不作限定。

本申请提供一种显示装置，显示装置包括如上的阵列基板，或者，通过如上所述的阵列基板制造方法制得的阵列基板，该阵列基板的具体结构参照上述实施例，由于本显示装置采用了上述所有实施例的全部技术方案，因此至少具有上述实施例的技术方案所带来的所有有益效果，在此不再一一赘述。

其中，显示装置可以为柔性显示装置、微发光二极管显示装置、有机发光二极管显示装置等任何具有上述阵列基板的显示装置，此处不作限制。

以上对本申请所提供的一种阵列基板、阵列基板的制造方法及显示装置进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本申请的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本申请的方法及其核心思想；同时，对于本领域的技术人员，依据本申请的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本申请的限制。