CN114171604A - 阵列基板和显示面板 - Google Patents

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蒙艳红
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Abstract

本申请实施例公开了一种阵列基板和显示面板，包括：基板、薄膜晶体管，所述薄膜晶体管设置在所述基板上，所述薄膜晶体管包括有源层，以及遮光层，所述遮光层设置在所述基板上，所述遮光层遮挡所述有源层，所述遮光层的材料包括硅半导体材料；采用遮光层遮蔽有源层，可以大大提高薄膜晶体管的光稳定性，延长薄膜晶体管的使用寿命。

Description

阵列基板和显示面板
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和显示面板。
背景技术
在对现有技术的研究和实践过程中，本申请的发明人发现，薄膜晶体管因其制程简单、可低温沉积、高迁移率、低工作电压、透明及均匀性较佳等优点，成为各大科研院校和面板企业研究开发的热点，目前常见的薄膜晶体管结构有顶栅结构、底栅结构和背沟道蚀刻结构。在上述常见的薄膜晶体管中，有源层的光稳定性是影响现有薄膜晶体管寿命重要指标。因此提供一种能够有效遮光的薄膜晶体管将会极大提高现有薄膜晶体管的使用寿命。
发明内容
本申请实施例提供一种阵列基板和显示面板，可以有效遮蔽射向有源层的光，提高薄膜晶体管的使用寿命。
本申请实施例提供一种阵列基板，包括：
基板；
薄膜晶体管，所述薄膜晶体管设置在所述基板上；所述薄膜晶体管包括有源层，以及
遮光层，所述遮光层设置在所述基板上；所述遮光层遮挡所述有源层；所述遮光层的材料包括硅半导体材料。
可选的，在本申请的一些实施例中，所述薄膜晶体管还包括与所述有源层异层设置的栅极，所述栅极设置在所述有源层上；
可选的，在本申请的一些实施例中，所述遮光层与所述有源层异层设置，且所述有源层设置在所述遮光层的上方。
可选的，在本申请的一些实施例中，所述阵列基板还包括缓冲层和钝化层；所述薄膜晶体管还包括栅极绝缘层、层间介电层、源极和漏极；
可选的，在本申请的一些实施例中，所述缓冲层设置在所述遮光层上；所述有源层设置在所述缓冲层上；所述栅极绝缘层设置在所述有源层上；所述栅极设置在所述栅极绝缘层上；
可选的，在本申请的一些实施例中，所述层间介电层覆盖所述有源层、所述栅极绝缘层和所述栅极，所述层间介电层设置有第一通孔和第二通孔；
可选的，在本申请的一些实施例中，所述源极通过所述第一通孔和所述有源层的部分接触，所述漏极通过所述第二通孔与所述有源层的部分接触；所述钝化层设置在层间介电层上。
可选的，在本申请的一些实施例中，所述薄膜晶体管还包括与所述有源层异层设置的栅极，所述有源层设置在所述栅极上；
可选的，在本申请的一些实施例中，所述遮光层与所述有源层异层设置，且所述有源层形成在所述遮光层的上方。
可选的，在本申请的一些实施例中，所述阵列基板还包括钝化层和电极；所述薄膜晶体管还包括栅极绝缘层、源极和漏极；
可选的，在本申请的一些实施例中，所述栅极绝缘层设置在所述栅极上；所述源极和所述漏极同层设置在所述有源层上；
可选的，在本申请的一些实施例中，所述钝化层覆盖所述栅极绝缘层、所述遮光层、所述有源层、所述源极和所述漏极；所述钝化层上设置有通孔；
可选的，在本申请的一些实施例中，所述电极通过所述通孔与所述漏极接触。
可选的，在本申请的一些实施例中，所述薄膜晶体管还包括与所述有源层异层设置的栅极，所述有源层设置在所述栅极上；
可选的，在本申请的一些实施例中，所述遮光层与所述有源层异层设置，且所述遮光层设置在所述有源层的上方。
可选的，在本申请的一些实施例中，所述阵列基板还包括第一钝化层、色阻和第二钝化层；所述薄膜晶体管还包括栅极绝缘层、源极和漏极；
可选的，在本申请的一些实施例中，所述栅极绝缘层设置在所述栅极和所述有源层之间；所述源极和所述漏极同层设置且连接在所述有源层上；
可选的，在本申请的一些实施例中，所述第一钝化层覆盖所述源极、所述漏极、所述栅极绝缘层和所述有源层；所述色阻设置在所述第一钝化层上；所述第二钝化层设置在所述色阻上；所述遮光层设置在所述第二钝化层上。
可选的，在本申请的一些实施例中，所述遮光层的材料还包括遮光金属材料；所述遮光层遮盖所述有源层。
可选的，在本申请的一些实施例中，所述阵列基板还包括钝化层；所述薄膜晶体管还包括栅极绝缘层、源极和漏极；
可选的，在本申请的一些实施例中，所述栅极绝缘层设置在所述栅极和所述有源层之间；
可选的，在本申请的一些实施例中，所述钝化层覆盖所述源极、所述漏极、所述栅极绝缘层和所述有源层；所述遮光层设置在所述钝化层上。
可选的，在本申请的一些实施例中，所述遮光层的材料还包括遮光金属材料；所述遮光层遮盖所述有源层。
相应的，本申请还涉及一种显示面板，所述显示面板包括对侧基板、如上述实施例的阵列基板和设置在所述阵列基板和所述对侧基板之间的液晶层。
本申请实施例采用遮光层遮蔽有源层，可以大大提高薄膜晶体管的光稳定性，延长薄膜晶体管的使用寿命。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，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是本申请实施例的阵列基板的第一种结构示意图；
图2是本申请实施例的阵列基板的第二种结构示意图；
图3是本申请实施例的阵列基板的转移电流特性曲线图；
图4是本申请实施例的阵列基板的第三种结构示意图；
图5是本申请实施例的阵列基板的吸收光谱；
图6是本申请实施例的阵列基板的第四种结构示意图。
附图标记说明：阵列基板100、薄膜晶体管11、栅极111、栅极绝缘层112、有源层113、源极114、漏极115、层间介电层116、基板12、遮光层13、电极14、通孔15、第一通孔151、第二通孔152、缓冲层16、钝化层17、第一钝化层171、第二钝化层172、色阻18。
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。此外，应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本申请，并不用于限制本申请。在本申请中，在未作相反说明的情况下，使用的方位词如“上”和“下”通常是指装置实际使用或工作状态下的上和下，具体为附图中的图面方向；而“内”和“外”则是针对装置的轮廓而言的。
本申请实施例提供一种阵列基板，下文进行详细说明。需说明的是，以下实施例的描述顺序不作为对实施例优选顺序的限定。
实施例一、
请参阅图1，本实施例提供了一种阵列基板100，阵列基板100包括基板12、薄膜晶体管11和遮光层13。
薄膜晶体管11设置在基板12上。薄膜晶体管11包括有源层113以及遮光层13，遮光层13设置在基板12上。遮光层13遮挡有源层113。遮光层13的材料包括硅半导体材料。
在传统的顶栅结构中，为保证薄膜晶体管光稳定性，需在有源层底部设置一遮光层。一般的采用不透明的金属作为遮光层，因金属具有较低电阻，需把缓冲层加厚才可充分绝缘。
在本实施例中，遮光层13采用硅半导体，硅半导体具有低透光率，可有效遮光，从而提高薄膜晶体管11的光稳定性。由于硅半导体具有较高电阻，缓冲层16即使降低厚度，例：4000埃降低至1000埃，也可保证良好的绝缘属性。且硅半导体层可通过等离子体增强化学气相沉积成膜，可采用有源层113的光罩进行图案化，节省一道光罩成本。
可选的，有源层113的材料包括氧化铟镓锌(IGZO)、铟镓锌钛氧化物(IGZTO)、铟锌氧化物(IZO)、铟镓锡氧化物(IGTO)等金属氧化物。
可选的，薄膜晶体管11还包括与有源层113异层设置的栅极111，栅极111设置在有源层113上。
可选的，遮光层13与有源层113异层设置，且有源层113设置在遮光层13的上方。
可选的，阵列基板100还包括缓冲层16和钝化层17。薄膜晶体管11还包括栅极绝缘层112、层间介电层116、源极114和漏极115。
可选的，缓冲层16设置在遮光层13上。有源层113设置在缓冲层16上。栅极绝缘层112设置在有源层113上。栅极111设置在栅极绝缘层112上。
可选的，层间介电层116覆盖有源层113、栅极绝缘层112和栅极111。层间介电层116设置有第一通孔151和第二通孔152。
可选的，源极114通过第一通孔151和有源层113的部分接触，漏极115通过第二通孔152与有源层113的部分接触。钝化层17设置在层间介电层116上。
在本实施例中，形成上述层间介电层116、缓冲层16、栅极绝缘层112和钝化层17的材料包括但不限于氧化硅(SiOx)、氮化硅(SiNx)、氮氧化硅(SiON)等介质材料，新型的有机绝缘材料如聚硅氧烷系材料，亚克力系材料，或聚酰亚胺系材料等，或高介电常数材料如氧化铝(AlOx)，氧化铪(HfOx)，氧化钽(TaOx)等。
在本实施例中，形成上述源极114、漏极115和栅极111材料可以是常用的金属材料，如Ag、Cu、Al、Mo等。也可以是多层金属，如MoNb/Cu/MoNb等。还可以是上述金属的合金材料，如AlNd、MoNb等。还可以是金属和透明导电氧化物(如ITO、AZO等)，或其形成的堆栈结构如ITO/Ag/ITO等。
实施例二、
请参阅图2，本实施例提供了一种阵列基板100，阵列基板100包括基板12、薄膜晶体管11和遮光层13。
薄膜晶体管11设置在基板12上。薄膜晶体管11包括有源层113以及遮光层13，遮光层13设置在基板12上。遮光层13遮挡有源层113。遮光层13的材料包括硅半导体材料。
可选的，薄膜晶体管11还包括与有源层113异层设置的栅极111，有源层113设置在栅极111上。
可选的，遮光层13与有源层113异层设置，且有源层113形成在遮光层13的上方。
在传统的底栅结构中，通常采用氧化铟镓锌(IGZO)作为有源层。而随着产品规格的不断进阶，对有源层迁移率的要求越来越高，一般通过提高铟含量来提高有源层材料的迁移率，但会导致有源层带隙减小，薄膜晶体管光稳定性差，因此薄膜晶体管对遮光性有了更高的要求，转移电流特性曲线如图3所示，图3中左侧为未增加遮光层时的转移电流特性曲线，右侧为增加遮光层时的转移电流特性曲线。
在本实施例中，在有源层113的下方设置硅半导体层，从而提高薄膜晶体管11的光稳定性。且硅半导体层可采用有源层113的光罩进行图案化，无需新开黄光光罩。
在本实施例中，有源层113的材料包括氧化铟镓锌(IGZO)、铟镓锌钛氧化物(IGZTO)、铟锌氧化物(IZO)、铟镓锡氧化物(IGTO)等金属氧化物。
可选的，阵列基板100还包括钝化层17和电极14。薄膜晶体管11还包括栅极绝缘层112、源极114和漏极115。
可选的，栅极绝缘层112设置在栅极111上。源极114和漏极115同层设置在有源层113上。
可选的，钝化层17覆盖栅极绝缘层112、遮光层13、有源层113、源极114和漏极115。钝化层17上设置有通孔15。
可选的，电极14通过通孔15与漏极115接触。
在本实施例中，形成上述钝化层17和栅极绝缘层112的材料包括但不限于氧化硅(SiOx)、氮化硅(SiNx)、氮氧化硅(SiON)等介质材料，新型的有机绝缘材料如聚硅氧烷系材料，亚克力系材料，或聚酰亚胺系材料等，或高介电常数材料如氧化铝(AlOx)，氧化铪(HfOx)，氧化钽(TaOx)等。
在本实施例中，形成上述源极114、漏极115、栅极111和电极14材料可以是常用的金属材料，如Ag、Cu、Al、Mo等。也可以是多层金属，如MoNb/Cu/MoNb等。还可以是上述金属的合金材料，如AlNd、MoNb等。还可以是金属和透明导电氧化物(如ITO、AZO等)，或其形成的堆栈结构如ITO/Ag/ITO等。
实施例三、
请参阅图4，本实施例提供了一种阵列基板100，阵列基板100包括基板12、薄膜晶体管11和遮光层13。
薄膜晶体管11设置在基板12上。薄膜晶体管11包括有源层113以及遮光层13，遮光层13设置在基板12上。遮光层13遮挡有源层113。遮光层13的材料包括硅半导体材料。
可选的，薄膜晶体管11还包括与有源层113异层设置的栅极111，有源层113设置在栅极111上。
可选的，遮光层13与有源层113异层设置，且遮光层13设置在有源层113的上方。
可选的，阵列基板100还包括第一钝化层171、色阻18和第二钝化层172。薄膜晶体管11还包括栅极绝缘层112、源极114和漏极115。
可选的，栅极绝缘层112设置在栅极111和有源层113之间。源极114和漏极115同层设置且连接在有源层113上。
可选的，第一钝化层171覆盖源极114、漏极115、栅极绝缘层112和有源层113。色阻18设置在第一钝化层171上。第二钝化层172设置在色阻18上。遮光层13设置在第二钝化层172上。
在本申请的实施例中，遮光层13的材料为非晶硅，非晶硅为吸光材料，可以吸收大部分波长小于640纳米的光，吸收光谱见图5。该部分光能量较高，对器件影响较大。
在本实施例中，在第二钝化层172上增加遮光层13，遮光层13采取的材料为非晶硅，同时通过光罩对遮光层13进行图案化，保证薄膜晶体管11的沟道上方被遮光层13覆盖，以此可以大幅减少光线从对侧基板的黑色矩阵(BM)漫反射回来或外界光线影响到器件的光稳定性，本实施例提供的技术方案还可以应用于所有背沟道刻蚀型结构的器件，包括背沟道刻蚀型氧化物薄膜晶体管11，背沟道刻蚀型非晶硅薄膜晶体管11,背沟道刻蚀型有机薄膜晶体管11。
在本实施例中，有源层113的材料包括非晶硅(a-Si)、氧化铟镓锌(IGZO)。
在本实施例中，形成上述第一钝化层171、第二钝化层172和栅极绝缘层112的材料包括但不限于氧化硅(SiOx)、氮化硅(SiNx)、氮氧化硅(SiON)等介质材料，新型的有机绝缘材料如聚硅氧烷系材料，亚克力系材料，或聚酰亚胺系材料等，或高介电常数材料如氧化铝(AlOx)，氧化铪(HfOx)，氧化钽(TaOx)等。
在本实施例中，形成上述源极114、漏极115和栅极111材料可以是常用的金属材料，如Ag、Cu、Al、Mo等。也可以是多层金属，如MoNb/Cu/MoNb等。还可以是上述金属的合金材料，如AlNd、MoNb等。
在一些实施例中，遮光层13的材料还包括遮光金属材料。遮光层13遮盖有源层113。
在本实施例中，遮光层13的金属材料包括Mo，Cu，Al，或者多层结构的Mo/Cu,MoTi/Cu,Mo/Al/Mo等，厚度在100埃～3000埃之间。
实施例四、
请参阅图6，本实施例提供了一种阵列基板100，阵列基板100包括基板12、薄膜晶体管11和遮光层13。
薄膜晶体管11设置在基板12上。薄膜晶体管11包括有源层113以及遮光层13，遮光层13设置在基板12上。遮光层13遮挡有源层113。遮光层13的材料包括硅半导体材料。
可选的，薄膜晶体管11还包括与有源层113异层设置的栅极111，有源层113设置在栅极111上。
可选的，遮光层13与有源层113异层设置，且遮光层13设置在有源层113的上方。
可选的，阵列基板100还包括钝化层17。薄膜晶体管11还包括栅极绝缘层112、源极114和漏极115。
可选的，栅极绝缘层112设置在栅极111和有源层113之间。
可选的，钝化层17覆盖源极114、漏极115、栅极绝缘层112和有源层113。遮光层13设置在钝化层17上。
可选的，本实施例与实施例三的区别在于去除了色阻18和第二钝化层172，可用于非彩色滤光片阵列的基板。
在本实施例中，在钝化层17上增加非晶硅层作为遮光层13，同时通过光罩对遮光层13进行图案化，保证薄膜晶体管11的沟道上方被遮光层13覆盖，以此可以大幅减少光线从对侧基板的黑色矩阵(BM)漫反射回来或外界光线影响到器件的光稳定性，本实施例提供的技术方案还可以应用于所有背沟道刻蚀型结构的器件，包括背沟道刻蚀型氧化物薄膜晶体管11，背沟道刻蚀型非晶硅薄膜晶体管11,背沟道刻蚀型有机薄膜晶体管11。
在本实施例中，有源层113的材料包括非晶硅(a-Si)、氧化铟镓锌(IGZO)。
在本实施例中，形成上述钝化层17和栅极绝缘层112的材料包括但不限于氧化硅(SiOx)、氮化硅(SiNx)、氮氧化硅(SiON)等介质材料，新型的有机绝缘材料如聚硅氧烷系材料，亚克力系材料，或聚酰亚胺系材料等，或高介电常数材料如氧化铝(AlOx)，氧化铪(HfOx)，氧化钽(TaOx)等。
在本实施例中，形成上述源极114、漏极115和栅极111材料可以是常用的金属材料，如Ag、Cu、Al、Mo等。也可以是多层金属，如MoNb/Cu/MoNb等。还可以是上述金属的合金材料，如AlNd、MoNb等。
在一些实施例中，遮光层13的材料还包括遮光金属材料。遮光层13遮盖有源层113。
在本实施例中，遮光层13的金属材料包括Mo，Cu，Al，或者多层结构的Mo/Cu,MoTi/Cu,Mo/Al/Mo等，厚度在100埃～3000埃之间。
相应的，本申请还涉及一种显示面板，所述显示面板包括对侧基板、如上述实施例的阵列基板和设置在所述阵列基板和所述对侧基板之间的液晶层。
对侧基板包括基底和设置在基底上的黑色矩阵，黑色矩阵设置在基底面向液晶层的一侧。
以上对本申请实施例所提供的一种阵列基板进行了详细介绍，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。

Claims (11)

1.一种阵列基板，其特征在于，包括：
基板；
薄膜晶体管，所述薄膜晶体管设置在所述基板上；所述薄膜晶体管包括有源层，以及
遮光层，所述遮光层设置在所述基板上；所述遮光层遮挡所述有源层；所述遮光层的材料包括硅半导体材料。
2.根据权利要求1所述的一种阵列基板，其特征在于，所述薄膜晶体管还包括与所述有源层异层设置的栅极，所述栅极设置在所述有源层上；
所述遮光层与所述有源层异层设置，且所述有源层设置在所述遮光层的上方。
3.根据权利要求2所述的一种阵列基板，其特征在于，所述阵列基板还包括缓冲层和钝化层；所述薄膜晶体管还包括栅极绝缘层、层间介电层、源极和漏极；
所述缓冲层设置在所述遮光层上；所述有源层设置在所述缓冲层上；所述栅极绝缘层设置在所述有源层上；所述栅极设置在所述栅极绝缘层上；
所述层间介电层覆盖所述有源层、所述栅极绝缘层和所述栅极，所述层间介电层设置有第一通孔和第二通孔；
所述源极通过所述第一通孔和所述有源层的部分接触，所述漏极通过所述第二通孔与所述有源层的部分接触；所述钝化层设置在层间介电层上。
4.根据权利要求1所述的一种阵列基板，其特征在于，所述薄膜晶体管还包括与所述有源层异层设置的栅极，所述有源层设置在所述栅极上；
所述遮光层与所述有源层异层设置，且所述有源层形成在所述遮光层的上方。
5.根据权利要求4所述的一种阵列基板，其特征在于，所述阵列基板还包括钝化层和电极；所述薄膜晶体管还包括栅极绝缘层、源极和漏极；
所述栅极绝缘层设置在所述栅极上；所述源极和所述漏极同层设置在所述有源层上；
所述钝化层覆盖所述栅极绝缘层、所述遮光层、所述有源层、所述源极和所述漏极；所述钝化层上设置有通孔；
所述电极通过所述通孔与所述漏极接触。
6.根据权利要求1所述的一种阵列基板，其特征在于，所述薄膜晶体管还包括与所述有源层异层设置的栅极，所述有源层设置在所述栅极上；
所述遮光层与所述有源层异层设置，且所述遮光层设置在所述有源层的上方。
7.根据权利要求6所述的一种阵列基板，其特征在于，所述阵列基板还包括第一钝化层、色阻和第二钝化层；所述薄膜晶体管还包括栅极绝缘层、源极和漏极；
所述栅极绝缘层设置在所述栅极和所述有源层之间；所述源极和所述漏极同层设置且连接在所述有源层上；
所述第一钝化层覆盖所述源极、所述漏极、所述栅极绝缘层和所述有源层；所述色阻设置在所述第一钝化层上；所述第二钝化层设置在所述色阻上；所述遮光层设置在所述第二钝化层上。
8.根据权利要求7所述的一种阵列基板，其特征在于，所述遮光层的材料还包括遮光金属材料；所述遮光层遮盖所述有源层。
9.根据权利要求6所述的一种阵列基板，其特征在于，所述阵列基板还包括钝化层；所述薄膜晶体管还包括栅极绝缘层、源极和漏极；
所述栅极绝缘层设置在所述栅极和所述有源层之间；
所述钝化层覆盖所述源极、所述漏极、所述栅极绝缘层和所述有源层；所述遮光层设置在所述钝化层上。
10.根据权利要求6所述的一种阵列基板，其特征在于，所述遮光层的材料还包括遮光金属材料；所述遮光层遮盖所述有源层。
11.一种显示面板，其特征在于，所述显示面板包括对侧基板、如权利要求1-10任意一项所述的阵列基板和设置在所述阵列基板和所述对侧基板之间的液晶层。
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