CN212485328U - 一种具有凹槽结构的阵列基板及显示面板 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及显示技术领域，公开了一种具有凹槽结构的阵列基板及显示面板，阵列基板包括基底和位于基底上的薄膜晶体管，在基底上设有凹槽结构，所述凹槽结构具有倾斜的内凹的侧壁，所述凹槽结构的侧壁与基底具有一夹角β，在凹槽结构的底面和侧壁覆盖有一层挡光层，在所述挡光层上设置有沟道区和位于所述沟道区两侧的源/漏区，其中所述沟道区和所述源/漏区设置于所述凹槽内。通过在基底中设置具有倾斜内凹侧壁的凹槽结构，有效地避免了来自基底下表面和侧面射入的背光对薄膜晶体管的沟道区的影响，同时还大幅减小因薄膜晶体管各材料层的反射及折射而进入到有源层中的光，减小了器件的漏电流，大幅减小了漏光现象，增强了显示装置的显示稳定性。
Description
技术领域
本实用新型涉及显示技术领域，尤其涉及一种具有凹槽结构的阵列基板及显示面板。
背景技术
随着科技水平的日益发展，市场上涌现出越来越来的电子产品，显示技术的发展也使得电子产品的被广泛应用到生活的中各个角落。液晶显示器以其具有高对比度以及轻、薄、低辐射、体积小而被广泛应用。作为构成显示装置的阵列基板中的薄膜晶体管(ThinFilm Transistor，简称TFT)是显示器的核心组件，其性能决定显示器的优劣。
在显示装置进行工作时，作为TFT的沟道层的材料往往对光较为敏感，大量的光射入极易使得有源层在器件关断时产生漏电流，尤其是背面入射光，从而严重影响了TFT的工作特性，造成显示装置的画面成像中的诸多问题。
现有技术中，为避免上述技术问题，往往采用的是使用底层挡光膜的方式，如在衬底的上表面上形成一层金属挡光材料，从而避免从器件的底部光的入射对TFT沟道层的影响。然而这种方式并不能遮挡从器件的其他区域入射的光，TFT的性能仍然有待提高。
实用新型内容
有鉴于此，本实用新型提出一种阵列基板及显示面板。
本实用新型的阵列基板，其包括基底和位于基底上的薄膜晶体管，其特征在于，在基底上设有凹槽结构，所述凹槽结构具有倾斜的内凹的侧壁，所述凹槽结构的侧壁与基底具有一夹角β，其中β具有大于 0°小于45°的角度范围；在凹槽结构的底面和侧壁覆盖有一层挡光层；在所述挡光层上设置有沟道区和位于所述沟道区两侧的源/漏区，其中所述沟道区和所述源/漏区设置于所述凹槽内；在所述沟道区上形成有栅介质膜；在所述栅介质膜上形成栅电极；在所述栅介质膜以及所述栅电极上覆盖有第二层间绝缘膜；在所述第二层间绝缘膜上设置有源漏金属，所述源漏金属通过所述第二层间绝缘膜上的通孔与所述源/漏区形成电连接。
进一步地，所述凹槽结构通过激光刻蚀形成。
进一步地，在所述挡光层与所述栅介质膜之间还形成有第一层间绝缘膜，挡光层、第一层间绝缘层和基底的材料选择为使得挡光层的折射系数小于基底的折射系数且大于第一层间绝缘层的折射系数。
进一步地，所述夹角β为15°～30°。
进一步地，所述第一层间绝缘膜至少全部覆盖所述挡光层。
进一步地，所述栅介质膜整体覆盖于所述凹槽、所述源/漏区、所述沟道区以及所述基底的表面。
进一步地，所述挡光层的材料为氧化钛、氮化硅、硅化钨或者添加了遮光性颜料或染料的树脂材料。
进一步地，所述凹槽结构的深度为1μm-5μm，宽度为10-50μ m。
进一步地，所述挡光层的厚度为20nm-1000nm。
本实用新型还提供了一种显示面板，包括前述任一项所述的技术方案的阵列基板。
本实用新型通过在基底中设置具有倾斜内凹侧壁的凹槽结构，在凹槽结构中形成挡光层，有效地避免了来自基底下表面和侧面射入的背光对薄膜晶体管的沟道区的影响，同时还大幅减小因薄膜晶体管各材料层的反射及折射而进入到有源层中的光，减小了器件的漏电流，提高了阵列基板的工作性能，增强了显示装置的显示稳定性。
附图说明
附图是用来对本实用新型的进一步理解，并且构成说明书的一部分，但不构成对本实用新型的限制。
附图1为本实用新型实施例的阵列基板的示意图。
附图2为本实用新型实施例中的形成凹槽结构的示意图。
附图3为本实用新型实施例的显示装置的示意图。
其中，1：衬底；2’：凹槽结构；3：挡光层；6：第一层间绝缘层；7：沟道区；8：栅介质膜；9：源/漏区；10：第二层间绝缘膜； 11：栅电极；12：薄膜晶体管；13：源漏电极；14：前窗架14；15：后窗架；16：调制电路；17：解调电路；18：支架；22：显示装置；22a：窗口22a；23：显示面板；30：激光头。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本实用新型中的技术方案，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都应当属于本实用新型保护的范围。
实施例
本实施例提供一种阵列基板，如附图1所示。阵列基板包括具有凹槽结构的基底1以及薄膜晶体管12，薄膜晶体管12形成于基底1 上。基底1可以选择本领域所常见的材料，如硅、碳化硅、蓝宝石或柔性基底材料。凹槽结构2’设置于基底1中。其中凹槽结构2’具有倾斜的内凹的侧壁，凹槽结构2’的侧壁与基底1的表面所在的水平面形成有一夹角β，β具有大于0°小于45°的角度范围，优选该角度为 15°～30°。凹槽的深度可以根据需求选择，但为了考虑挡光的效果，应至少使得薄膜晶体管12的有源层形成于该凹槽结构中。
凹槽结构2’通过激光刻蚀的方法形成。具体地，在基底1待刻槽位置的上方设置激光头30，激光头30的位置可以根据待形成的凹槽结构2’的角度β进行调整。激光头30发射的光倾斜入射，入射角与基底1的表面夹角为β，转动激光头持续地进行刻蚀，即可在基底1 上刻蚀出如附图2所示的凹槽结构。激光刻蚀的时间和能量根据凹槽结构2’的深度而定。
在凹槽结构2’的表面形成一层挡光层3，挡光层3共形形成于凹槽结构2’的表面，并与凹槽结构2’具有一致的形状。挡光层3至少覆盖凹槽2’的底部以及侧壁，这样挡光层3可以完全地阻挡由基底1 下表面以及由侧面射入的光，并且，由于凹槽结构2’的内凹侧壁的设置，还可以大幅减小由器件侧面的光经薄膜晶体管的各材料层的反射或折射等进入到器件有源层中，从而避免漏光。挡光层3的厚度较薄，通常应选择为20nm-1000nm。
在一个可选的实施例中，挡光层3除覆盖凹槽结构2’的底部以及侧壁外，还覆盖基底1的凹槽结构2’之外的部分或全部表面，以避免基底1下表面或侧面射入的光经由薄膜晶体管12的各材料层的反射或折射而进入到凹槽结构2’内。
在挡光层3上设置有第一层间绝缘层6，第一层间绝缘层6用于隔离作为沟道区的沟道区以及挡光层3，第一层间绝缘层6至少全部覆盖挡光层3。挡光层3、第一层间绝缘层6和基底1的材料选择为使得挡光层3的折射系数小于基底1的折射系数且大于第一层间绝缘层6的折射系数。通过设置以上材料的折射系数，可以使得光在基底与挡光层3的界面处发生全反射，从而避免光对薄膜晶体管的沟道区的影响。挡光层3的材料可以为氧化钛、氮化硅等材料，或者选择硅化钨等导电性材料，亦可以选择添加了遮光性颜料或染料的树脂材料。
在第一层间绝缘层6上设置有源/漏区9以及位于源/漏区9之间的沟道区7。源/漏区9和沟道区7的材料可以为多晶硅、金属氧化物半导体或者有机半导体材料，其可以通过本领域所公知的方式形成，本实用新型不在此赘述。为避免光入射对沟道区7的性能的影响，需要源/漏区9和沟道区7完全形成于凹槽结构2’内，也即源/漏区9和沟道区7的上表面需低于挡光层3的上表面。在本实施例中，凹槽结构深度可以选择为1μm-5μm，宽度为10-50μm。
在沟道区7上形成有栅介质膜8。栅介质膜的选自氧化硅、氮化硅、氧化铪、氧化铝、氧化镧等材料。为了使简化形成栅介质膜8的工艺，可以使栅介质膜8整体覆盖于凹槽结构2’、源/漏区9和沟道区7以及基底1的表面，而无须再进行光刻刻蚀形成栅介质膜的图案的工艺。在栅介质膜上形成栅电极11。栅电极11的材质可以选自钼、铝、铝镍合金、铬、铜等材料。在栅介质膜8上形成有第二层间绝缘膜10覆盖整个器件。第二层间绝缘膜10的材料选自氧化硅、氮化硅或者氮氧化硅等材料。在第二层间绝缘膜10上设置有源漏金属13，其通过第二层间绝缘膜10上的通孔与源/漏区9形成电连接。源漏金属13选自钼、铜、钛或其合金材料。
本实用新型还提供了一种显示面板，显示面板包括多个如上所述的阵列基板。
本实用新型还提供了一种显示装置，其包括以上任一项技术中的阵列基板。附图3示出了根据上述实施例的阵列基板的显示装置22，其包括支架18，显示面板23，调制电路16，解调电路17、窗口22a、前窗架14、后窗架15，显示面板23包括多个如上所述的阵列基板。
本实用新型通过在基底中设置具有倾斜内凹侧壁的凹槽结构，在凹槽结构中形成挡光层，有效地避免了来自基底下表面和侧面射入的背光对薄膜晶体管的沟道区的影响，同时还大幅减小因薄膜晶体管各材料层的反射及折射而进入到有源层中的光，减小了器件的漏电流，大幅减小了漏光现象，增强了显示装置的显示稳定性。
此外，应当理解，虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。
Claims (9)
1.一种阵列基板，其包括基底和位于基底上的薄膜晶体管，其特征在于，在基底上设有凹槽结构，所述凹槽结构具有倾斜的内凹的侧壁，所述凹槽结构的侧壁与基底具有一夹角β，其中β具有大于0°小于45°的角度范围；在凹槽结构的底面和侧壁覆盖有一层挡光层；在所述挡光层上设置有沟道区和位于所述沟道区两侧的源/漏区，其中所述沟道区和所述源/漏区设置于所述凹槽内；在所述沟道区上形成有栅介质膜；在所述栅介质膜上形成栅电极；在所述栅介质膜以及所述栅电极上覆盖有第二层间绝缘膜；在所述第二层间绝缘膜上设置有源漏金属，所述源漏金属通过所述第二层间绝缘膜上的通孔与所述源/漏区形成电连接。
2.根据权利要求1所述的阵列基板，其特征在于，所述凹槽结构通过激光刻蚀形成。
3.根据权利要求2所述的阵列基板，其特征在于，在所述挡光层与所述栅介质膜之间还形成有第一层间绝缘膜，挡光层、第一层间绝缘层和基底的材料选择为使得挡光层的折射系数小于基底的折射系数且大于第一层间绝缘层的折射系数。
4.根据权利要求1或3所述的阵列基板，其特征在于，所述夹角β为15°～30°。
5.根据权利要求3所述的阵列基板，其特征在于，所述第一层间绝缘膜至少全部覆盖所述挡光层。
6.根据权利要求3所述的阵列基板，其特征在于，所述栅介质膜整体覆盖于所述凹槽、所述源/漏区、所述沟道区以及所述基底的表面。
7.根据权利要求3所述的阵列基板，其特征在于，所述凹槽结构的深度为1μm-5μm，宽度为10-50μm。
8.根据权利要求1所述的阵列基板，其特征在于，所述挡光层的厚度为20nm-1000nm。
9.一种显示面板，其特征在于，包括权利要求1-7中任一项所述的阵列基板。
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