CN103943626B - 一种tft阵列基板、显示面板和显示装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种TFT阵列基板、显示面板和显示装置，包括：第一基板；位于所述第一基板上的栅极和扫描线；位于所述栅极和扫描线上的栅极绝缘层；位于所述栅极绝缘层上、所述栅极上方的有源层；覆盖所述有源层的沟道区域的刻蚀阻挡层；所述TFT阵列基板还包括覆盖所述扫描线的遮光层；所述遮光层和所述刻蚀阻挡层位于同一层，且均采用高阻遮光材料。采用高阻遮光材料作为刻蚀阻挡层，可以防止从TFT顶部的光照射到TFT的半导体层的沟道区域；采用与该刻蚀阻挡层同一层的挡光层遮盖扫描线，可以去除彩膜基板上对应扫描线的黑色矩阵，提高了开口率；刻蚀阻挡层与遮光扫描线的挡光层位于同一层，材料相同，不增加新的工艺步骤，节约了成本。
Description
技术领域
本发明涉及平板显示领域，尤其涉及一种TFT阵列基板，以及包含该TFT阵列基板的显示面板和显示装置。
背景技术
平板显示器是目前较为常用的显示器之一，如液晶显示面板、OLED（OrganicLight Emitting Diode）显示面板、等离子显示面板、电子纸等。如图1所示，常用的显示面板大都包括相对设置的TFT阵列基板1和彩膜基板2。
TFT阵列基板1包括第一基板101；位于第一基板101内侧的多条扫描线102；与多条扫描线102绝缘交叉的多条数据线103；设置于相邻的两条扫描线和相邻的两条数据线围城的像素区域中的像素电极104；设置于扫描线102和数据线103交叉处作为像素开关的TFT105；TFT 105的栅极与对应的扫描线102电连接，TFT 105的源极/漏极与对应的数据线103电连接，TFT 105的漏极/源极与该像素电极104电连接。
彩膜基板2包括第二基板201；位于第二基板201内侧的色阻单元202阵列，以及位于色阻单元之间的黑色矩阵203。
现有技术的显示面板中防止TFT的半导体层被光照射以及提高开口率是重要的研究课题。但由于黑色矩阵漏光等原因，无法完全杜绝光对TFT器件的影响。另外，受限于TFT阵列基板1和彩膜基板2的对准精度，为了防止漏光，黑色矩阵203必须做的足够宽，这样就降低了开口率。如图2所示，黑色矩阵203的宽度L1必须比扫描线201的宽度L2大，并且L1-L2要足够大，才能确保在TFT阵列基板1和彩膜基板2的对准精度下，黑色矩阵203能够完全遮挡扫描线201，防止漏光。而黑色矩阵203比扫描线宽的部分不能有效参与显示，降低了开口率。无论像素电极104如何做大，甚至与扫描线102交叠，但有效参与显示的面积仍然受到彩膜基板上黑色矩阵的限制，开口率难以提高。
公开号为KR100495793B1的韩国专利申请中使用黑色矩阵层作为TFT的刻蚀阻挡层，这样就能够防止从TFT顶部的光照射到TFT的半导体层。但该专利申请仅仅提供了一种防止从TFT顶部的光照射到TFT的半导体层的技术方案，并没有进一步提高开口率。
发明内容
本发明的实施例所要解决的一个技术问题是，现有技术中TFT的半导体层被光照射，器件性能受到影响；
本发明的实施例所要解决的另一个技术问题是，现有技术中开口率难以提高。
为了解决上述技术问题，本发明的实施例提供了一种TFT阵列基板，包括：第一基板；位于所述第一基板上的栅极和扫描线；位于所述栅极和扫描线上的栅极绝缘层；位于所述栅极绝缘层上、所述栅极上方的有源层；覆盖所述有源层的沟道区域的刻蚀阻挡层；所述TFT阵列基板还包括覆盖所述扫描线的遮光层；所述遮光层和所述刻蚀阻挡层位于同一层，且均采用高阻遮光材料。
优选的，所述TFT阵列基板还包括位于所述刻蚀阻挡层上并分别与所述有源层电连接的源极和漏极；与所述源极/漏极同层电连接的数据线；与所述漏极/源极电连接的像素电极。
优选的，所述刻蚀阻挡层仅仅覆盖所述有源层的沟道区域；或者所述刻蚀阻挡层覆盖整个所述有源层。
优选的，所述高阻遮光材料为有机光感高阻遮光材料。
优选的，所述栅极位于所述沟道下方，并且仅仅遮挡所述沟道；或者所述栅极位于所述沟道下方，并且遮挡整个所述有源层。
本发明的实施例还提供了一种显示面板，包括相对设置的彩膜基板和上述TFT阵列基板。
优选的，所述彩膜基板包括第二基板；位于所述第二基板朝向所述TFT阵列基板一侧的色阻单元阵列和黑色矩阵；所述扫描线对应的区域没有设置黑色矩阵。
优选的，所述彩膜基板包括第二基板；位于所述第二基板朝向所述TFT阵列基板一侧的色阻单元阵列；位于所述第二基板背向所述TFT阵列基板一侧的抗反膜。
优选的，所述彩膜基板和TFT阵列基板设置有液晶层或电子纸。
本发明的实施例还提供了一种显示装置，包括上述显示面板。
相对于现有技术而言，本发明的实施例所提供的TFT阵列基板、显示面板和显示装置具有如下优点和有益效果：
1、采用高阻遮光材料作为刻蚀阻挡层，可以防止从TFT顶部的光照射到TFT的半导体层的沟道区域；
2、采用与该刻蚀阻挡层同一层的挡光层遮盖扫描线，可以去除彩膜基板上对应扫描线的黑色矩阵，提高了开口率；
3、刻蚀阻挡层与遮光扫描线的挡光层位于同一层，材料相同，不增加新的工艺步骤，节约了成本。
附图说明
图1为现有技术的显示面板的结构示意图；
图2为现有技术的黑色矩阵覆盖扫描线示意图；
图3为本发明实施例一提供的TT阵列基板的俯视结构示意图;
图4为图3沿着A-A’的一种剖视图;
图5为图3沿着A-A’的另一种剖视图;
图6为本发明实施例二提供的显示面板的一种结构示意图;
图7为本发明实施例三提供的显示面板的一种结构示意图。
具体实施方式
本发明的核心思想是本发明实施例提供的TFT阵列基板、显示面板和显示装置中，使用高阻遮光材料同步制备TFT的刻蚀阻挡层和与该刻蚀阻挡层位于用一层的遮光层，该遮光层覆盖TFT阵列基板中的扫描线。
具体的说，本发明的实施例提供的TFT阵列基板、显示面板和显示装置由于该遮光层与该扫描线均位于TFT阵列基板中，二者之间的对位精度较高，甚至可以做到遮光层刚好遮挡扫描线，这样在彩膜基板上就不用设置遮挡扫描线的黑色矩阵，因而，显示面板的有效显示面积增大了，开口率获得了提高。另外，由于该刻蚀阻挡层采用高阻遮光材料，所以从TFT顶部入射的光不能照射到TFT的半导体沟道区域，TFT的器件性能不会受到顶部光照的影响。再者，由于该刻蚀阻挡层和该遮光层位于同一层，采用相同的材料，因此可以在同一工艺步骤中制备，不会增加工艺步骤，也不会增加制备成本。
实施例一
本发明实施例一提供的TFT阵列基板的俯视结构示意图如图3所示，沿着A-A’的剖视图如图4所示。
结合图3和图4可知，TFT阵列基板3包括第一基板301；位于第一基板301上的TFT阵列结构层。该TFT阵列结构层包括多条扫描线302；与多条扫描线302绝缘交叉的多条数据线303；设置于相邻的两条扫描线和相邻的两条数据线围城的像素区域中的像素电极304；设置于扫描线302和数据线303交叉处作为像素开关的TFT 305；覆盖扫描线302和TFT305的高阻遮光层306。其中，TFT 305的栅极309与对应的扫描线302电连接，TFT 305的源极/漏极312与对应的数据线303电连接，TFT 305的漏极/源极313与该像素电极304电连接。
从剖视结构上看，TFT阵列基板3包括第一基板301；位于第一基板301上的栅极309和扫描线302；位于栅极309和扫描线302上并覆盖整个第一基板301范围的栅极绝缘层307；位于栅极绝缘层307上、栅极309上方的有源层310；覆盖有源层310沟道区域的刻蚀阻挡层311；覆盖扫描线302的遮光层314；源极/漏极312和漏极/源极313，位于刻蚀阻挡层311上并分别通过贯穿刻蚀阻挡层313的过孔与有源层310电连接；位于漏极/源极313上并与漏极/源极313直接连接的像素电极315；覆盖整个第一基板310范围的钝化层308。
其中，第一基板301可以采用玻璃、石英等材料；栅极绝缘层307可以采用氮氧化物、硅氧化物等材料；有源层310可以采用非晶硅、多晶硅、氧化物半导体等材料；刻蚀阻挡层311和遮光层314位于同一层，采用相同的材料，共同构成高阻遮光层306，并且二者可以采用高阻遮光材料（优选的可以采用有机光感高阻遮光材料）；栅极309和扫描线302位于同一层，采用相同材料，二者可以采用金属材料（优选的可以采用Al）；源极/漏极312、漏极/源极313和数据线位于同一层，采用相同材料，三者可以采用金属材料（优选的可以采用层叠的Al和Mo）；钝化层308可以采用氮氧化物、硅氧化物等材料；像素电极可以采用ITO、IZO等透明导电材料。
图4中还可以看出，TFT 305的源极/漏极312、漏极/源极313彼此分离，二者之间的有源层310形成沟道区域。在该沟道区域，有源层310分别与源极/漏极312、漏极/源极313、钝化层通过刻蚀阻挡层311隔离。这样在刻蚀形成源极/漏极312、漏极/源极313时，沟道区域的有源层310受到刻蚀阻挡层311的保护而不会被刻蚀。另外，由于该刻蚀阻挡层311采用高阻遮光材料，因此能够遮挡来自TFT 305顶部的光照，使得来自TFT 305顶部的光照射不到TFT 305的沟道区域。
另外，遮光层314覆盖扫描线302。由于遮光层314采用高阻遮光材料，可以起到黑色矩阵的作用，因此不需要再用另外的黑色矩阵遮挡扫描线。而且，遮光层314和扫描线302采用的是薄膜生长、光刻、刻蚀工艺，其工艺精度远远高于现有技术的彩膜基板和TFT阵列基板之间的对位精度。因此，通常遮光层314的宽度L1比扫描线的宽度L2大，但二者可以在薄膜生长、光刻、刻蚀工艺的制备精度下尽可能地接近。这样就大大降低了用于遮挡扫描线的不透光区域，节省出来的空间可以设置像素电极以增大有效显示面积，提高开口率。
再者，由于遮光层314和刻蚀阻挡层311位于同一层，采用相同的材料，因此可以通过同一工艺步骤制备，不会增加额外的工艺和成本。
需要说明的图4所示的剖视图仅仅是一个优选的实施例，可以有多种变形。
例如，高阻遮光材料可以位于沟道区域以形成刻蚀阻挡层311；可以覆盖扫描线302以形成遮光层314；当然还可以根据具体的产品设计需求，覆盖第一基板301范围内的其他区域。刻蚀阻挡层311可以仅仅覆盖沟道区域，也可以覆盖整个有源层310。
像素电极可以直接位于漏极/源极313上并与漏极/源极313连接（如图4所示），也可以通过贯穿钝化层308的过孔与漏极/源极313连接（如图5所示）。像素电极在像素区域内的形状根据不同的显示器件的类型可以是整块结构，也可以是条状结构。
另外，TFT 305的栅极309位于沟道下方，遮挡来自TFT 305下方的光照。栅极309可以仅仅遮挡沟道；也可以遮挡整个有源层314。
高阻遮光材料可以进一步采用有机光感高阻遮光材料，这样用该有机光感高阻遮光材料制备高阻遮光层306时只需要对该有机光感高阻遮光材料进行曝光显影就可以制备出高阻遮光层306的图形，工艺进一步简化。
本发明实施例一提供的TFT阵列基板，由于覆盖扫描线的遮光层和TFT的刻蚀阻挡层位于同一层，采用高阻遮光材料；不仅工艺简单，而且能够遮挡TFT的沟道，另外遮光层和扫描线对准精度高，有利于提高开口率。
实施例二
本发明实施例二提供的显示面板的结构示意图如图6所示。该显示面板包括实施例一所述的TFT阵列基板3以及与该TFT阵列基板3相对设置的彩膜基板4。TFT阵列基板3的TFT阵列结构层位于第一基板朝向彩膜基板4的一侧。
该彩膜基板4包括第二基板401；位于第二基板401朝向TFT阵列基板3一侧的色阻单元402阵列和黑色矩阵403。其中色阻单元402对应TFT阵列基板的像素区域；相邻两列色阻单元之间以及第二基板401的四周边缘处设置有黑色矩阵403，用以遮挡数据线303。但由于扫描线302在TFT阵列基板3上已经被遮光层314遮挡，因此在相邻两行色阻单元之间的扫描线302对应的区域，没有设置黑色矩阵。
优选的，该显示面板可以是液晶显示面板，那么阵列基板和彩膜基板之间还设置有液晶层；该显示面板也可以是电子纸，那么阵列基板和彩膜基板之间还设置有电子墨水；该显示面板也可以是有机发光二极管显示器，那么阵列基板和彩膜基板之间没有设置光调制材料。
类似于实施例一，本发明实施例二提供的显示面板包括实施例一提供的TFT阵列基板，因此具有实施例一所拥有的有益效果，即由于覆盖扫描线的遮光层和TFT的刻蚀阻挡层位于同一层，采用高阻遮光材料；不仅工艺简单，而且能够遮挡TFT的沟道，另外遮光层和扫描线对准精度高，有利于提高开口率。
实施例三
本发明实施例三提供的显示面板的结构示意图如图7所示。该显示面板包括实施例一所述的TFT阵列基板3以及与该TFT阵列基板3相对设置的彩膜基板4。TFT阵列基板3的TFT阵列结构层位于第一基板朝向彩膜基板4的一侧。
该彩膜基板4包括第二基板401；位于第二基板401朝向TFT阵列基板3一侧的色阻单元402阵列，位于第二基板401背向TFT阵列基板3一侧的抗反膜404。其中色阻单元402对应TFT阵列基板的像素区域；相邻色阻单元之间没有设置黑色矩阵。由于数据线303没有被遮挡，会产生反光；因此在彩膜基板上设置抗反膜404用于防止该反光。
优选的，该显示面板可以是液晶显示面板，那么阵列基板和彩膜基板之间还设置有液晶层；该显示面板也可以是电子纸，那么阵列基板和彩膜基板之间还设置有电子墨水；该显示面板也可以是有机发光二极管显示器，那么阵列基板和彩膜基板之间没有设置光调制材料。
类似于实施例一，本发明实施例三提供的显示面板包括实施例一提供的TFT阵列基板，因此具有实施例一所拥有的有益效果，即由于覆盖扫描线的遮光层和TFT的刻蚀阻挡层位于同一层，采用高阻遮光材料；不仅工艺简单，而且能够遮挡TFT的沟道，另外遮光层和扫描线对准精度高，有利于提高开口率。另外，实施例三的彩膜基板没有设置黑色矩阵，简化了结构和工艺。
实施例四
本发明实施例四提供的显示装置，包括实施例二或实施例三所述的显示面板。
需要说明的是，本申请文件中“位于…上”等的含义是二者可以直接接触，也可以不直接接触。
显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。
Claims (10)
1.一种TFT阵列基板，包括：
第一基板；
位于所述第一基板上的栅极和扫描线；
位于所述栅极和扫描线上的栅极绝缘层；
位于所述栅极绝缘层上、所述栅极上方的有源层；
覆盖所述有源层的沟道区域的刻蚀阻挡层；
其特征在于，所述TFT阵列基板还包括覆盖所述扫描线的遮光层；所述遮光层和所述刻蚀阻挡层位于同一层，且均采用高阻遮光材料。
2.根据权利要求1所述的TFT阵列基板，其特征在于，所述TFT阵列基板还包括位于所述刻蚀阻挡层上并分别与所述有源层电连接的源极和漏极；与所述源极/漏极电连接的数据线，且所述数据线与所述源极/漏极同层设置；与所述漏极/源极电连接的像素电极。
3.根据权利要求1所述的TFT阵列基板，其特征在于，所述刻蚀阻挡层仅仅覆盖所述有源层的沟道区域；或者所述刻蚀阻挡层覆盖整个所述有源层。
4.根据权利要求1所述的TFT阵列基板，其特征在于，所述高阻遮光材料为有机光感高阻遮光材料。
5.根据权利要求1所述的TFT阵列基板，其特征在于，所述栅极位于所述沟道下方，并且仅仅遮挡所述沟道；或者所述栅极位于所述沟道下方，并且遮挡整个所述有源层。
6.一种显示面板，包括相对设置的彩膜基板和TFT阵列基板；所述TFT阵列基板为权利要求1-5任一项所述的TFT阵列基板。
7.根据权利要求6的所述显示面板，其特征在于，所述彩膜基板包括第二基板；位于所述第二基板朝向所述TFT阵列基板一侧的色阻单元阵列和黑色矩阵；所述扫描线对应的区域没有设置黑色矩阵。
8.根据权利要求6所述的显示面板，其特征在于，所述彩膜基板包括第二基板；位于所述第二基板朝向所述TFT阵列基板一侧的色阻单元阵列；位于所述第二基板背向所述TFT阵列基板一侧的抗反膜。
9.根据权利要求6-8任一项所述的显示面板，其特征在于，所述彩膜基板和TFT阵列基板之间设置有液晶层或电子墨水层。
10.一种显示装置，包括利要求6-8任一项所述的显示面板。
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