CN110007536A - 薄膜晶体管阵列基板及显示面板 - Google Patents
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Abstract
本申请提供一种薄膜晶体管阵列基板及显示面板，采用至少两个高反射介质层且高反射介质层由特定厚度的第一介质层和第二介质层组成以将背光源发出的波长为420纳米‑520纳米的可见光反射至背光源所在侧以避免可见光照射至有源层而产生光生载流子，同时由于高反射介质层为非导电，故不会与薄膜晶体管阵列基板上导电层形成寄生电容。
Description
技术领域
本申请涉及薄膜晶体管技术领域，尤其涉及薄膜晶体管阵列基板及显示面板。
背景技术
铟镓锌氧化物(Indium Gallium Zinc Oxide,IGZO)底栅薄膜晶体管(Thin FilmTransistor,TFT)的研究日趋成熟，其背沟道在等离子切割机环境时容易受到影响而损伤，如干刻蚀(Dry Etching)。铟镓锌氧化物顶栅(Top Gate)TFT 不存在背沟道刻蚀损伤问题，一方面，栅介质位于有源层(铟镓锌氧化物层) 上方起到了保护作用，另一方面，铟镓锌氧化物顶栅TFT通过正面曝光和干刻蚀实现了自对准，不存在交叠区域，工艺简单。
然而，采用顶栅TFT结构的LCD，有源层容易受到背光照射的影响，其光生载流子影响TFT特性，可靠性也随着光照强度增加和时间延长而大幅衰减，尤其是需要采用更高迁移率有源层时，光照射有源层的问题使得部分顶栅TFT 结构设计采用了遮光层，即在有源层的下方先沉积一层金属进行遮光处理，再沉积绝缘缓冲(Buffer)层。但是，金属遮光层容易与TFT中金属遮光层上方的导电层构造出电容结构，导致寄生电容的增大，影响TFT器件性能。
发明内容
本申请的目的在于提供一种薄膜晶体管阵列基板及显示面板，该薄膜晶体管阵列基板的非导电遮光层能起到反射可见光作用的同时不会与薄膜晶体管阵列基板上的导电层产生寄生电容。
为实现上述目的，技术方案如下。
一种薄膜晶体管阵列基板，所述薄膜晶体管阵列基板包括：
一基板；
于所述基板上形成的非导电遮光层，所述非导电遮光层包括至少两个高反射介质层，所述高反射介质层包括第一介质层和第二介质层且所述第一介质层设置于靠近所述基板的一侧，所述第一介质层对可见光的折射率大于所述第二介质层和所述基板对可见光的折射率，所述第一介质层和所述第二介质层的厚度均为30纳米-90纳米，或，所述第一介质层和所述第二介质层的厚度均为105 纳米-130纳米；
于所述非导电遮光层上方形成的有源层；
于所述有源层上方形成的导电层；
所述可见光的波长为420纳米-520纳米。
在上述薄膜晶体管阵列基板中，非导电遮光层为四个所述高反射介质层。
在上述薄膜晶体管阵列基板中，所述第一介质层为氮化硅层，所述第二介质层为氧化硅层。
在上述薄膜晶体管阵列基板中，所述第一介质层的厚度为60纳米-80纳米，所述第二介质层的厚度为60纳米-80纳米。
在上述薄膜晶体管阵列基板中，所述第一介质层的厚度为60纳米，所述第二介质层的厚度为70纳米。
在上述薄膜晶体管阵列基板中，所述第一介质层为二氧化钛层，所述第二介质层为氧化硅层。
在上述薄膜晶体管阵列基板中，所述第一介质层的厚度为30纳米-60纳米，所述第二介质层的厚度为80纳米-90纳米。
在上述薄膜晶体管阵列基板中，所述第一介质层的厚度为45纳米，所述第二介质层的厚度为90纳米。
在上述薄膜晶体管阵列基板中，所述第一介质层的厚度为105纳米-130纳米，所述第二介质层的厚度为105纳米-130纳米。
一种显示面板，所述显示面板包括上述薄膜晶体管阵列基板。
有益效果：本申请提供一种薄膜晶体管阵列基板及显示面板，采用至少两个高反射介质层且高反射介质层由特定厚度的第一介质层和第二介质层组成以将背光源发出的420纳米-520纳米的可见光反射至背光源所在侧以避免可见光照射至有源层而产生光生载流子，同时由于高反射介质层为非导电的，故不会与薄膜晶体管阵列基板上的导电层形成寄生电容。
附图说明
图1为本申请第一实施例薄膜晶体管阵列基板的结构示意图；
图2为图1中薄膜晶体管阵列基板中非导电遮光层的结构示意图；
图3为液晶显示器的背光源的光谱图；
图4A-4C为非导电遮光层包括四个高反射介质层时对不同波长的光的反射率图，其中，高反射介质层包括不同厚度的氧化硅层和不同厚度的氮化硅层；
图5为非导电遮光层包括四个高反射介质层时对不同波长的光的反射率图，其中，高反射介质层包括不同厚度的二氧化钛层和90纳米的二氧化硅层；
图6A-6B为非导电遮光层包括至少两个高反射介质层时对不同波长的光的反射率图，其中，高反射介质层包括第一介质层和第二介质层，第一介质层和第二介质层的厚度均为120纳米。
具体实施方式
下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。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。
本申请提供一种薄膜晶体管阵列基板，薄膜晶体管阵列基板包括：
一基板；
于基板上形成的非导电遮光层，非导电遮光层包括至少两个高反射介质层，高反射介质层包括第一介质层和第二介质层且第一介质层设置于靠近基板的一侧，第一介质层对可见光的折射率大于第二介质层和基板对可见光的折射率，第一介质层和第二介质层的厚度均为30纳米-90纳米，或，第一介质层和第二介质层的厚度均为105纳米-130纳米；
于非导电遮光层上方形成的有源层；
于有源层上方形成的导电层；
可见光的波长为420纳米-520纳米。
本申请采用至少两个高反射介质层且高反射介质层由特定厚度的第一介质层和第二介质层组成以将背光源发出波长为420纳米-520纳米的可见光反射至背光源所在侧以避免可见光照射至有源层而产生光生载流子，同时由于高反射介质层为非导电，故不会与薄膜晶体管阵列基板上的导电层形成寄生电容。
以下结合具体实施例对上述方案进行描述。
实施例1
如图1及图2所示，图1为本申请第一实施例薄膜晶体管阵列基板的结构示意图，图2为图1所示薄膜晶体管阵列基板中非导电遮光层的结构示意图，薄膜晶体管阵列基板包括：
一基板10；
于基板10上方形成的非导电遮光层11，非导电遮光层11包括至少两个高反射介质层110，高反射介质层110包括第一介质层1101和第二介质层1102且第一介质层1101设置于靠近基板10的一侧，第一介质层1101对可见光的折射率大于第二介质层1102和基板10对可见光的折射率，第一介质层1101的厚度为30纳米 -90纳米和第二介质层1102的厚度为30纳米-90纳米；
于非导电遮光层11上方形成的有源层12；
于有源层12上方形成的导电层13；
可见光的波长为420纳米-520纳米。
在本实施例中，基板10为透明玻璃基板。
在本实施例中，第一介质层对可见光的折射率大于1.8，第二介质层对可见光的折射率大于1且小于1.6。具体地，如图2所示，非导电遮光层11包括四个层叠设置的高反射介质层110，第一介质层1101为氮化硅层，第二介质层1102为氧化硅层，第一介质层1101的厚度为60纳米-80纳米，第二介质层1102的厚度为60 纳米-80纳米。
在本实施例中，有源层12具有沟道区121、源极接触区122以及漏极接触区123，源极接触区122和漏极接触区23分别位于沟道区121相对的两侧。沟道区121 和非导电遮光层11在基板10上的垂直投影完全重合，如此，一方面非导电层遮光层11可以将背光源的光反射至背光源侧而不至于射入至沟道区121，另一方面，可以最小化非导电遮光层11所覆盖的区域，避免影响光在其他区域的透射。有源层12可以为多晶硅、单晶硅或者金属氧化物半导体，金属氧化物半导体包括但不限于铟镓鋅氧化物。
在本实施例中，导电层13位于有源层12的正上方，导电层为栅极，其制备材料包括钼、铝、铜、钛中的至少一种。由于非导电遮光层11是非导电材料，非导电遮光层11不会与导电层13形成寄生电容。
在本实施例中，薄膜晶体管阵列基板还包括缓冲层14，缓冲14位于非导电遮光层11和有源层12之间。缓冲层14用于防止基板10中的离子扩散至有源层12 中而影响薄膜晶体管的电性能。缓冲层14的制备材料包括氮化硅、氧化硅或者氮氧化硅。缓冲层14的厚度为4000埃-5500埃。
在本实施例中，薄膜晶体管阵列基板还包括栅极绝缘层15，栅极绝缘层15 位于导电层13和有源层12之间。栅极绝缘层15用于使导电层13和有源层12之间绝缘。栅极绝缘层的制备材料包括氮化硅、氧化硅或者氮氧化硅。栅极绝缘层 15的制备材料为氮化硅、氧化硅或氮氧化硅，栅极绝缘层15的厚度为1000-2000 埃。
在本实施例中，薄膜晶体管阵列基板还包括层间绝缘层16，层间绝缘层16 的制备材料为氮化硅、氧化硅或氮氧化硅。层间绝缘层16的厚度为4500-6000 埃。
在本实施例中，薄膜晶体管阵列基板还包括源电极和漏电极，源电极和漏电极位于层间绝缘层16上且通过层间绝缘层16上的过孔分别与有源层12上的源极接触区122和漏极接触区123接触。源电极和漏电极分别位于导电层13相对的两侧，源电极和漏电极在基板10上的垂直投影与导电层13在基板10上的垂直投影不重合以避免源电极和漏电极与导电层13之间产生寄生电容。
在本实施例中，薄膜晶体管阵列基板还包括钝化层17，钝化层17覆盖源电极和漏电极以及层间绝缘层16，钝化层17上设置有过孔。钝化层17用于避免离子进入薄膜晶体管而影响薄膜晶体管的电学性能。钝化层17的制备材料包括氮化硅、氧化硅或氮氧化硅。
在本实施例中，薄膜晶体管阵列基板还包括像素电极18，像素电极18位于钝化层17上且通过钝化层17上的过孔与漏电极电性连接。
本实施例薄膜晶体管阵列基板通过设置四层高反射介质层对射入至有源层的波长为420纳米-520纳米的可见光进行反射以避免有源层产生光生载流子导致漏电流增大，同时由于四层高反射介质层均为非导电材料制成，其不会与薄膜晶体管中的导电层产生寄生电容。
如图3所示，其为液晶显示器的背光源的光谱图，图3所示光谱图的横坐标为波长(nm)，纵坐标为不同波长光的相对强度，由图3可知，背光源射入至薄膜晶体管阵列基板的光主要是波长为420纳米-460纳米以及500纳米-600纳米的可见光，其中，波长为444纳米的蓝光相对强度最大。而在波长为420纳米-460 纳米以及500纳米-600纳米的可见光中，波长为420纳米-520纳米的可见光能量高以至于更容易导致薄膜晶体管阵列基板上的有源层形成光生载流子，而波长为520纳米以上的可见光导致有源层产生光生载流子的概率较小。由此可知，需要避免波长为420纳米-520纳米的光照射至阵列基板的有源层。另外，光在两个不同介质的交界面处传播时，光在两个介质中的折射率会发生变化，光在界面会发生折射和反射。一般，在介质折射率为n1和介质折射率为n2的界面处，反射系数r会有简单的数学关系：r＝(n2-n1)/(n2+n1)。
图4A-4C为非导电遮光层对不同波长的光的反射率图，反射率图的横坐标为光的波长(微米)，纵坐标为反射率，其中，非导电遮光层包括四个层叠设置的高反射介质层，高反射介质层包括第一介质层和第二介质层，第一介质层为不同厚度的氮化硅层，第二介质层为不同厚度的氧化硅层，不同波长的光是依次从玻璃基板、第一介质层射至第二介质层。
由图4A可知，第二介质层为30纳米的氧化硅层且第一介质层为75纳米-90 纳米的氮化硅层时，非导电遮光层11对波长为420纳米-520纳米的可见光均能反射，而第二介质层为30纳米的氧化硅层且第一介质层为30纳米-60纳米的氮化硅层时，非导电遮光层11对波长为420纳米-520纳米的可见光的反射率很低。
由图4B可知，第二介质层为70纳米的氧化硅层且第一介质层为45纳米-75 纳米氮化硅层时，非导电遮光层11对波长为420纳米-520纳米的可见光均能反射，且反射率最高能达60％；而第二介质层为70纳米的氧化硅层且第一介质层为30纳米氮化硅层时，非导电遮光层11只能反射部分波长为420纳米-450纳米的可见光，第二介质层为70纳米的氧化硅层且第一介质层为90纳米氮化硅层时，非导电遮光层11只能反射波长为450纳米-520纳米的可见光。
由图4C可知，第二介质层为90纳米的氧化硅层且第一介质层为30纳米-60 纳米氮化硅层时，非导电遮光层11对波长为420纳米-520纳米的可见光均可以反射，且反射率最高可至60％；第二介质层为90纳米的氧化硅层且第一介质层为 75纳米氮化硅层时，非导电遮光层11只能反射波长为450纳米-500纳米的可见光，第二介质层为90纳米的氧化硅层且第一介质层为90纳米氮化硅层时，非导电遮光层11对420纳米-520纳米的可见光反射率较低。
此外，由图4A-4C可知，第一介质层为30纳米的氮化硅层时，第二介质层为氧化硅层时，随着氧化硅层的厚度由30纳米增加为90纳米，非导电遮光层11 能反射的光向波长较大的方向移动。另外，第一介质层为75纳米的氮化硅层时，第二介质层为氧化硅层且氧化硅层从30纳米增加为90纳米时，非导电遮光层11 反射的光的波长也增大。由此可知，非导电遮光层为四层高反射介质层时，组成高反射介质层的第一介质层为30纳米-90纳米的氮化硅层，组成高反射介质层的第二介质层为30纳米-90纳米的氧化硅层时，高反射介质层的厚度为105纳米 -150纳米才能使得非导电遮光层对波长为420纳米-520纳米的光均能反射，高反射介质层的厚度太薄时，非导电遮光层对低波长的光反射率高，高反射介质层的厚度太厚时，非导电遮光层对长波长的光反射率高。
非导电遮光层包括四个高反射介质层且第一介质层为氮化硅层而第二介质层为氧化硅层时，第一介质层的厚度为60纳米-80纳米，第二介质层的厚度为60 纳米-80纳米，非导电遮光层能对波长为420纳米-520纳米的光均能反射。特别是，第一介质层为60纳米的氮化硅层且第二介质层为70纳米的氧化硅层时，非导电遮光层对450纳米左右的可见光反射率高达60％且能反射420纳米-520纳米的可见光。
实施例2
本实施例提供一种薄膜晶体管阵列基板，该薄膜晶体管阵列基板与第一实施例的薄膜晶体管阵列基板基本相似，不同之处在于，非导电遮光层包括四个层叠设置的高反射介质层，高反射介质层包括第一介质层和第二介质层，第一介质层为二氧化钛层，第二介质层为氧化硅层，第一介质层的厚度为30纳米-60 纳米，第二介质层的厚度为80纳米-90纳米。优选地，第一介质层的厚度为45 纳米，第二介质层的厚度为90纳米。
如图5所示，其为四个层叠设置的高反射介质层作为非导电遮光层时对不同波长的光的反射率图，反射率图的横坐标为光的波长(微米)，纵坐标为反射率，高反射介质层包括不同厚度的二氧化钛作为第一介质层和不同厚度的氧化硅作为第二介质层，光是依次从玻璃基板、第一介质层射入至第二介质层。
由图5可知，第二介质层为90纳米的氧化硅层时，第一介质层(二氧化钛层) 的厚度从30纳米增加至90纳米时，非导电遮光层能反射的光的波长增大，第一介质层的厚度为30纳米-60纳米时，非导电遮光层对波长为420纳米-520纳米的可见光均能反射，其中，二氧化钛层的厚度为45纳米，氧化硅层的厚度为90纳米时，非导电遮光层对波长为420纳米-520纳米的可见光的反射率高于80％。
实施例3
本实施例提供一种薄膜晶体管阵列基板，该薄膜晶体管阵列基板与第一实施例的薄膜晶体管阵列基板基本相似，不同之处在于，第一介质层的厚度为可见光的波长的四分之一，第二介质层的厚度为可见光的波长的四分之一。需要反射420纳米-520纳米的可见光时，第一介质层的厚度和第二介质层的厚度均为 105纳米-130纳米。基板为玻璃基板时，第一介质层对可见光的折射率大于1.85，第二介质层对可见光的折射率大于1且小于1.7。
如图6A所示，其为非导电遮光层为两个高反射介质层，高反射介质层包括第一介质层和第二介质层且第一介质层位于靠近玻璃基板的一侧，第一介质层对波长为420纳米-520纳米可见光的折射率约为2.0，第二介质层对波长为420纳米-520纳米的折射率约为1.5，第一介质层和第二介质层均为120纳米，光从玻璃基板射入至非导电遮光层时对光的反射率图。由图6A可知，非导电遮光层对波长为420纳米-520纳米的可见光均能反射，且对波长为450纳米左右的可见光的反射率接近40％。
如图6B所示，其为非导电遮光层为四个高反射介质层，高反射介质层包括第一介质层和第二介质层且第一介质层位于靠近玻璃基板的一侧，第一介质层对波长为420纳米-520纳米可见光的折射率约为2.0，第二介质层对波长为420纳米-520纳米的折射率约为1.5，第一介质层和第二介质层的厚度均为120纳米，光从玻璃基板射入至非导电遮光层时对光的反射率图。由图6B可知，非导电遮光层对波长为420纳米-520纳米的可见光均能反射，且对波长为480纳米左右的可见光的反射率接近80％。
要注意的是，上述第一介质层、第二介质层对可见光的折射率的描述，都是针对组成第一介质层和第二介质层的材料本体对波长为420纳米-520纳米范围内的的光的折射率进行定义的。因为光在传播过程中存在色散，部分材料可能对450nm可见光的折射率为1.9，而对550nm可见的折射率变化为1.8，这一现象不应该构成对组成第一介质层和第二介质层的材料本体的限定，意味着只要在420纳米-520纳米波长范围内，材料本体的对该范围内可见光的折射率满足要求即可。
以上实施例的说明只是用于帮助理解本申请的技术方案及其核心思想；本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本申请各实施例的技术方案的范围。
Claims (10)
1.一种薄膜晶体管阵列基板，其特征在于，所述薄膜晶体管阵列基板包括：
一基板；
于所述基板上形成的非导电遮光层，所述非导电遮光层包括至少两个高反射介质层，所述高反射介质层包括第一介质层和第二介质层且所述第一介质层设置于靠近所述基板的一侧，所述第一介质层对可见光的折射率大于所述第二介质层和所述基板对可见光的折射率，所述第一介质层和所述第二介质层的厚度均为30纳米-90纳米，或，所述第一介质层和所述第二介质层的厚度均为105纳米-130纳米；
于所述非导电遮光层上方形成的有源层；
于所述有源层上方形成的导电层；
所述可见光的波长为420纳米-520纳米。
2.根据权利要求1所述的薄膜晶体管阵列基板，其特征在于，所述非导电遮光层包括四个所述高反射介质层。
3.根据权利要求2所述的薄膜晶体管阵列基板，其特征在于，所述第一介质层为氮化硅层，所述第二介质层为氧化硅层。
4.根据权利要求3所述的薄膜晶体管阵列基板，其特征在于，所述第一介质层的厚度为60纳米-80纳米且所述第二介质层的厚度为60纳米-80纳米。
5.根据权利要求4所述的薄膜晶体管阵列基板，其特征在于，所述第一介质层的厚度为60纳米，所述第二介质层的厚度为70纳米。
6.根据权利要求2所述的薄膜晶体管阵列基板，其特征在于，所述第一介质层为二氧化钛层，所述第二介质层为氧化硅层。
7.根据权利要求6所述的薄膜晶体管阵列基板，其特征在于，所述第一介质层的厚度为30纳米-60纳米，所述第二介质层的厚度为80纳米-90纳米。
8.根据权利要求7所述的薄膜晶体管阵列基板，其特征在于，所述第一介质层的厚度为45纳米，所述第二介质层的厚度为90纳米。
9.根据权利要求1所述的薄膜晶体管阵列基板，其特征在于，所述第一介质层的厚度为105纳米-130纳米，所述第二介质层的厚度为105纳米-130纳米。
10.一种显示面板，其特征在于，所述显示面板包括权利要求1-9任一项所述的薄膜晶体管阵列基板。
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