CN107422555A - 一种显示装置、阵列基板及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本申请公开了一种显示装置、阵列基板及其制备方法。该阵列基板包括基板；以及设置在所述基板上的若干个顶栅型的薄膜晶体管；其中，所述薄膜晶体管在对应的沟道区的背光光通道上设置有光反射结构。本申请中的阵列基板通过在阵列基板的薄膜晶体管的沟道区上设置光反射结构，即在背光光源与半导体有源层之间的背光光通道上设置了光反射结构，进而避免了背光光源出射的光对薄膜晶体管中半导体有源层的破坏，且提高背光光源的利用率。

Description

一种显示装置、阵列基板及其制备方法
技术领域
本申请涉及显示技术领域，具体而言涉及一种显示装置、阵列基板及其制备方法。
背景技术
液晶显示器具有体积小、功耗低、无辐射等优点而备受关注。液晶显示器中的重要显示元件即为其阵列基板上的薄膜晶体管。薄膜晶体管根据其栅极、源极和漏极的位置可分为顶栅型薄膜晶体管和底栅型薄膜晶体管。
对于顶栅型薄膜晶体管，其半导体有源层直接接触阵列基板的基板或与基板之间是透光介质，导致背光光源发出的光会照射到半导体有源层。当光照射到半导体有源层上时，会产生光载流子破坏半导体有源层的电学特性，产生较大的漏电流，进而损坏薄膜晶体管，造成良率下降。
发明内容
本申请提供一种显示装置、阵列基板及其制备方法，该阵列基板能够减小背光光源出射的光对薄膜晶体管中半导体有源层的破坏。
一方面，本申请一实施例提出的一个技术方案是：提供一种阵列基板，该阵列基板包括：
基板；以及
设置在所述基板上的若干个顶栅型的薄膜晶体管；其中，所述薄膜晶体管在对应的沟道区的背光光通道上设置有光反射结构。
其中，所述光反射结构为布拉格反射结构；
所述布拉格反射结构包括折射率不同的第一介质层和第二介质层；所述第一介质层和第二介质层沿所述阵列基板的厚度方向交替层叠设置；其中，所述第一介质层接触所述基板。
其中，所述第一介质层和所述第二介质层的折射率均大于所述基板的折射率。
其中，所述第一介质层与所述基板之间的折射率差小于所述第二介质层与所述基板之间的折射率差。
其中，所述第二介质层的折射率大于所述第一介质层的折射率，且所述第二介质层与所述第一介质层的折射率差大于或等于1。
其中，所述光反射结构设置与所述薄膜晶体管的半导体有源层和所述基板之间，且所述光反射结构的两侧分别接触于所述薄膜晶体管的源极和漏极。
其中，所述阵列基板还包括像素电极层和掺杂半导体层；
其中，所述像素电极层设置在所述基板与所述薄膜晶体管的源极之间，以及所述基板与所述薄膜晶体管的漏极之间；或所述像素电极层设置在所述薄膜晶体管的漏极上方，并延伸至所述基板上；
所述掺杂半导体层设置在所述半导体有源层与所述薄膜晶体管的源极和漏极之间。
其中，所述光反射结构的上表面与所述掺杂半导体层的上表面相平；且所述光反射结构的厚度等于所述源极或所述漏极、所述像素电极层和所述掺杂半导体层的厚度之和。
另一方面，本申请另一实施例提供一种顶栅型阵列基板的制备方法，该制备方法包括：
在基板上形成光反射结构、源极和漏极；在所述光反射结构、源极和漏极上方形成半导体有源层；在所述半导体有源层上方形成栅极绝缘层；在所述栅极绝缘层上形成栅极；其中，
所述在基板上形成光反射结构，包括：
在基板上沉积光反射层；
在所述光反射层上涂覆光阻层；
通过曝光和显影，保留所述阵列基板的沟道区处的光阻层，暴露出所述沟道区处之外的光反射层；
对暴露出的所述光反射层进行刻蚀，并剥离剩余的所述光阻层，以在所述基板上形成光反射结构。
另一方面，本申请又一实施例提供一种显示装置，该显示装置包括背光组件、显示面板和驱动电路，所述驱动电路分别耦接所述背光组件和显示面板，为所述背光组件提供电源和驱动信号，且为所述显示面板提供驱动信号；所述背光组件设置在所述显示面板下方，为所述显示面板提供背光光源；所述显示面板中包含本申请上述实施例中的阵列基板。
有益效果：区别于现有技术，本申请实施例的阵列基板包括基板；以及设置在所述基板上的若干个顶栅型的薄膜晶体管；其中，所述薄膜晶体管在对应的沟道区的背光光通道上设置有光反射结构。本申请中的阵列基板通过在阵列基板的薄膜晶体管的沟道区上设置光反射结构，即在背光光源与半导体有源层之间的背光光通道上设置了光反射结构，进而避免了背光光源出射的光对薄膜晶体管中半导体有源层的破坏，提高了显示面板的显示质量。另一方面，背光光通道上的光反射结构不会吸收背光光源照射在光反射结构上的光，而是对背光光源照射在光反射结构上的光进行反射，进而提高了背光光源的利用率。
附图说明
图1是本申请阵列基板第一实施例的平面示意图；
图2是本申请阵列基板第一实施例的结构示意图；
图3是本申请阵列基板第二实施例的结构示意图；
图4是本申请阵列基板第三实施例的结构示意图；
图5是本申请阵列基板的制备方法一实施例的流程示意图；
图6的图5所示的制备方法第一实施例中光反射结构的制备流程示意图；
图7a至图7e是图6所示的流程示意图中每一步对应的阵列基板的结构示意图；
图8是本申请显示装置一实施例的结构示意图。
具体实施例
下面将结合本申请实施例及实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，说明书及说明书附图中，相同结构采用相同标号，显然，所描述的实施例仅是本申请的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做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。
参阅图1，图1是本申请阵列基板第一实施例的平面示意图。如图1所示，本实施例的阵列基板100包括基板20，以及设置在基板20上的若干个顶栅型的薄膜晶体管30，本实施例中的薄膜晶体管30在基板20上成阵列排列。进一步参阅图2，图2是本申请阵列基板第一实施例的结构示意图，如图2所示，本实施例的阵列基板100上的薄膜晶体管30在对应的沟道区的背光光通道上设置有光反射结构33。
进一步，本实施例的薄膜晶体管30还包括源极31、漏极32、半导体有源层34、栅极36绝缘层35和栅极36。其中，源极31和漏极32分别位于光反射结构33的两侧，光反射结构33的上表面、漏极32的上表面和源极31的上表面三者相平，即光反射结构33的厚度与源极31及漏极32的厚度相同。半导体有源层34位于光反射结构33、源极31和漏极32上方；栅极36绝缘层35覆盖在半导体有源层34上方；栅极36位于栅极36绝缘层35上方，且栅极36所在的位置与光反射结构33相对应。
本实施例中，阵列基板100的基板20可以是但不限于玻璃基板20、石英基板20或有机材质基板20，其中有机材质包括但不限于PEN(聚萘二甲酸乙二醇酯)或PET(聚对苯二甲酸乙二醇酯)或PI(聚酰亚胺)。源极31和漏极32可以由金、银、铜或铁等金属材料形成，也可以是经过离子掺杂的半导体，栅极36为金属材料。
本实施例的阵列基板通过在薄膜晶体管的沟道区的背光光通道上设置光反射结构，利用光反射结构对背光光源发出的光进行反射，避免了背光光源出射的光对薄膜晶体管中半导体有源层的破坏，提高了显示面板的显示质量。此外，背光光通道上的光反射结构不会吸收背光光源照射在光反射结构上的光，而是对背光光源照射在光反射结构上的光进行反射，进而提高了背光光源的利用率。
进一步参阅图3，图3是本申请阵列基板第二实施例的结构示意图。如图3所示，本实施例中的阵列基板200的薄膜晶体管30还包括像素电极层37和掺杂半导体层38，其他结构与图1和图2所示的阵列基板第一实施例的结构相同。
其中，像素电极层37设置在基板20与薄膜晶体管30的源极31之间，和/或基板20与薄膜晶体管30的漏极32之间。图3所示的阵列基板200中，基板20与薄膜晶体管30的源极31之间以及基板20与薄膜晶体管30的漏极32之间均设置有像素电极层37。可以理解的是，在其他实施例中，像素电极层37也可以设置在薄膜晶体管30的漏极32上方，并延伸至阵列基板200的基板20上。像素电极层37可以由透明导电材料制成。
进一步，本实施例中的掺杂半导体层38设置在半导体有源层34和薄膜晶体管30的源极31之间，以及半导体有源层34和薄膜晶体管30的漏极32之间，此时，光反射结构33的上表面与掺杂半导体层38的上表面相平。此外，本实施例中，由于像素电极层37和掺杂半导体层38均设置在半导体有源层34和基板20之间，且像素电极层37和掺杂半导体层38也设置在光反射结构33的两侧，因此，光反射结构33的厚度等于源极31、像素电极层37和掺杂半导体层38的厚度之和，由于源极31的厚度与漏极32的厚度相同，因此光反射结构33的厚度也可以等于漏极32、像素电极层37和掺杂半导体层38的厚度之和。
参阅图4，图4是本申请阵列基板第三实施例的结构示意图。如图4所示，本实施例的阵列基板300的薄膜晶体管30中，在其沟道区的背光光通道上设置的光反射结构33为布拉格反射结构。该布拉格反射结构包括折射率不同的第一介质层331和第二介质层332，第一介质层331和第二介质层332沿阵列基板300的厚度方向交替层叠设置，且第一介质层331接触阵列基板300的基板20。可以理解的是，图4中以第一介质层331和第二介质层332的层叠周期为3作图，实际应用中第一介质层331和第二介质层332的层叠周期需要根据实际需求通过光学模拟和理论计算确定。
本实施例中，布拉格反射结构中的第一介质层331和第二介质层332的材料包括但不限于二氧化硅、碳化硅、氮化硅、氧化钛、氧化铝和多晶硅，只需令第一介质层331和第二介质层332满足折射率要求即可。
进一步，本实施例中的折射率要求为第一介质层331与第二介质层332的折射率均大于基板20的折射率，且第一介质层331与基板20之间的折射率差小于第二介质层332与基板20之间的折射率差。此外，第二介质层332的折射率大于第一介质层331的折射率，且第二介质层332与第一介质层331的折射率差大于或等于1。
本实施例中对布拉格反射结构中第一介质层331和第二介质层332的堆叠周期和介质层厚度均不做限制，在实际应用中，根据显示面板的实际需求进行光学模拟和理论计算来确定第一介质层331和第二介质层332的堆叠周期、第一介质层331的厚度和第二介质层332的厚度。布拉格反射结构能够对特定波长的入射光的反射率达到95％以上，在本实施例中，特定波长即为红光、绿光以及蓝光的波长。
具体的，根据布拉格公式：2×d×sinx＝n×λ，(d为第一介质层331或第二介质层332的厚度，x为入射光与入射界面的夹角，n为堆叠周期)，通过光学模拟和理论计算确定第一介质层331和第二介质层332的堆叠周期和介质层厚度。
本实施例的阵列基板通过在薄膜晶体管的沟道区的背光光通道上设置布拉格反射结构，利用布拉格反射结构对背光光源发出的特定波长的光(红光、绿光以及蓝光的波长)进行反射，避免了背光光源出射的光对薄膜晶体管中半导体有源层的破坏，提高了显示面板的显示质量。此外，背光光通道上的光反射结构不会吸收背光光源照射在光反射结构上的光，而是对背光光源照射在光反射结构上的光进行反射，进而提高了背光光源的利用率。
参阅图5，图5是本申请阵列基板的制备方法一实施例的流程示意图。如图5所示，本实施例的阵列基板的制备方法可包括如下步骤：
S101、在基板上形成光反射结构、源极和漏极。
在本实施例中，提供一透明的基板，基板的材质可以是但不限于玻璃、石英、有机合成物。在基板上形成处于同层的光反射结构、源极和漏极，光反射结构位于源极和漏极之间，且光反射结构的左右两侧分别与源极和漏极接触。
值得注意的是，本申请中可以先形成源极和漏极，再在源极和漏极之间形成光反射结构；也可以先形成光反射结构，再在光反射结构的两侧分别形成源极和漏极。本实施例以先形成光反射结构，再在光反射结构的两侧分别形成源极和漏极为例来说明光反射结构的制备流程。
参阅图6，图6是图5的制备方法一实施例中，光反射结构的制备流程，如图6所示，该制备流程可包括如下步骤：
S1011、在基板上沉积光反射层。
通过化学气相沉淀等方法在基板20上沉积光反射层330，通过光反射层330形成光反射结构。本实施例中，由于光反射结构可以为布拉格反射结构，因此对应的光反射层330是由交替层叠设置的第一介质层331和第二介质层332组成，如图7a所示。其中，第一介质层331和第二介质层332的材料包括但不限于二氧化硅、碳化硅、氮化硅、氧化钛、氧化铝和多晶硅，只需令第一介质层331和第二介质层332满足折射率要求即可。
进一步，本实施例中的折射率要求为第一介质层331与第二介质层332的折射率均大于基板20的折射率，且第一介质层331与基板20之间的折射率差小于第二介质层332与基板20之间的折射率差。此外，第二介质层332的折射率大于第一介质层331的折射率，且第二介质层332与第一介质层331的折射率差大于或等于1。
S1012、在光反射层上涂覆光阻层。
在制备好的光反射层330上覆盖一光阻层50，光阻层50的光阻材料是一种光敏性物质。光阻层50用于后续步骤中对光反射结构进行刻蚀，此时阵列基板的结构如图7b所示，可以理解的是，为了令附图更加清晰，图7b中未画出第一介质层331和第二介质层332，仅画出了由第一介质层331和第二介质层332层叠设置之后形成的光反射层330的整体形状。
S1013、通过曝光和显影，保留阵列基板的沟道区处的光阻层，暴露出沟道区处之外的光反射层。
可以理解的是，沟道区是对于薄膜晶体管的源漏极而言，由于此时源漏极并未指出，因此本步骤中所说的沟道区指的是需要形成薄膜晶体管的沟道区的相应位置；即通过曝光和显影，将处于需要形成薄膜晶体管的沟道区的相应位置上的光阻层50进行保留，剩余的光阻层50被去除，以暴露出需要形成薄膜晶体管的沟道区的相应位置之外的光反射层330，此时阵列基板的结构如图7c所示。
S1014、对暴露出的光反射层进行刻蚀，并剥离剩余的光阻层，以在基板上形成光反射结构。
再对步骤S1013得到的阵列基板进行刻蚀，由于需要形成薄膜晶体管的沟道区的相应位置上保留有光阻层50，因此该位置上的光反射层330不会被刻蚀掉，而暴露出的光反射层330会被刻蚀掉，如图7d所示。
再将剩余的光阻层50剥离，最终在基板的需要形成薄膜晶体管的沟道区的相应位置上形成光反射结构33，如图7e所示。
S102、在光反射结构、源极和漏极上方形成半导体有源层。
S103、在半导体有源层上方形成栅极绝缘层。
S104、在栅极绝缘层上形成栅极。
再通过步骤S102、S103和S104，在光反射结构、源极和漏极上方依次形成半导体有源层、栅极绝缘层和栅极，其中，栅极的位置与光反射结构的位置，此时形成的阵列基板与图2所示的本申请阵列基板第一实施例的结构相同，此处不再赘述。
可以理解的，对于图3所示的本申请阵列基板第二实施例中的结构与图2所示的本申请阵列基板第一实施例的结构基本相同，不同之处在与在基板与薄膜晶体管的源极之间，和/或基板与薄膜晶体管的漏极之间设置了像素电极层；在半导体有源层和薄膜晶体管的源极之间，以及半导体有源层和薄膜晶体管的漏极之间设置了掺杂半导体层，因此对于图3所示的本申请阵列基板第二实施例中的阵列基板的制备流程与图6所示的制备流程示意图而言，不同之处在于源漏极的制备：
在步骤S101中制备源漏极之前，在制备好的光反射结构的两侧先制备像素电极层；再在光反射结构的两侧的像素电极层上分别形成源极和漏极，再在源极和漏极上方形成掺杂半导体层，此时，光反射结构的上表面与光反射结构两侧的掺杂半导体层的上表面相平。
进一步，参阅图8，图8是本申请显示装置一实施例的结构示意图。如图8所示，本实施例中的显示装置400包括背光组件41、显示面板42和驱动电路43，驱动电路43分别耦接背光组件41和显示面板42，为背光组件41提供电源和驱动信号，且为显示面板42提供驱动信号。背光组件41设置在显示面板42下方，为显示面板42提供背光光源。
本实施例中，显示面板42包括阵列基板421、液晶层423和彩膜基板422，阵列基板421和彩膜基板422相对设置，液晶层423位于阵列基板421和彩膜基板422之间。驱动电路43耦接显示面板42包括驱动电路43耦接显示面板42的阵列基板421和彩膜基板422。
其中，本实施例中的阵列基板421为图1至图4所示的阵列基板第一实施例、第二实施例和第三实施例中任意一个实施例的阵列基板100,200,300，详细的结构说明请参照图1至图4的阵列基板第一实施例、第二实施例和第三实施例中的结构说明，此处不再赘述。
本申请的提供的阵列基板通过在薄膜晶体管的沟道区的背光光通道上设置光反射结构，利用光反射结构对背光光源发出的光进行反射，避免了背光光源出射的光对薄膜晶体管中半导体有源层的破坏，提高了显示面板的显示质量。此外，背光光通道上的光反射结构不会吸收背光光源照射在光反射结构上的光，而是对背光光源照射在光反射结构上的光进行反射，进而提高了背光光源的利用率。
以上仅为本申请的实施例，并非因此限制本申请的专利范围，凡是利用本申请说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本申请的专利保护范围。

Claims (10)

1.一种阵列基板，其特征在于，包括：
基板；以及
设置在所述基板上的若干个顶栅型的薄膜晶体管；其中，所述薄膜晶体管在对应的沟道区的背光光通道上设置有光反射结构。
2.根据权利要求1所述的阵列基板，其特征在于，所述光反射结构为布拉格反射结构；
所述布拉格反射结构包括折射率不同的第一介质层和第二介质层；所述第一介质层和第二介质层沿所述阵列基板的厚度方向交替层叠设置；其中，所述第一介质层接触所述基板。
3.根据权利要求2所述的阵列基板，其特征在于，所述第一介质层和所述第二介质层的折射率均大于所述基板的折射率。
4.根据权利要求3所述的阵列基板，其特征在于，所述第一介质层与所述基板之间的折射率差小于所述第二介质层与所述基板之间的折射率差。
5.根据权利要求4所述的阵列基板，其特征在于，所述第二介质层的折射率大于所述第一介质层的折射率，且所述第二介质层与所述第一介质层的折射率差大于或等于1。
6.根据权利要求1所述的阵列基板，其特征在于，所述光反射结构设置与所述薄膜晶体管的半导体有源层和所述基板之间，且所述光反射结构的两侧分别接触于所述薄膜晶体管的源极和漏极。
7.根据权利要求1所述的阵列基板，其特征在于，
所述阵列基板还包括像素电极层和掺杂半导体层；其中，
所述像素电极层设置在所述基板与所述薄膜晶体管的源极之间，以及所述基板与所述薄膜晶体管的漏极之间；或所述像素电极层设置在所述薄膜晶体管的漏极上方，并延伸至所述基板上；
所述掺杂半导体层设置在所述半导体有源层与所述薄膜晶体管的源极和漏极之间。
8.根据权利要求7所述的阵列基板，其特征在于，所述光反射结构的上表面与所述掺杂半导体层的上表面相平；且所述光反射结构的厚度等于所述源极或所述漏极、所述像素电极层和所述掺杂半导体层的厚度之和。
9.一种顶栅型阵列基板的制备方法，其特征在于，包括：
在基板上形成光反射结构、源极和漏极；在所述光反射结构、源极和漏极上方形成半导体有源层；在所述半导体有源层上方形成栅极绝缘层；在所述栅极绝缘层上形成栅极；其中，
所述在基板上形成光反射结构，包括：
在基板上沉积光反射层；
在所述光反射层上涂覆光阻层；
通过曝光和显影，保留所述阵列基板的沟道区处的光阻层，暴露出所述沟道区处之外的光反射层；
对暴露出的所述光反射层进行刻蚀，并剥离剩余的所述光阻层，以在所述基板上形成光反射结构。
10.一种显示装置，其特征在，包括背光组件、显示面板和驱动电路，所述驱动电路分别耦接所述背光组件和显示面板，为所述背光组件提供电源和驱动信号，且为所述显示面板提供驱动信号；
所述背光组件设置在所述显示面板下方，为所述显示面板提供背光光源；
所述显示面板中包含权利要求1至8任一项所述的阵列基板。
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