CN106328714A - 一种薄膜晶体管、阵列基板及显示装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种薄膜晶体管、阵列基板及显示装置，涉及显示技术领域，以在薄膜晶体管受到光照时，避免薄膜晶体管的漏电流增加，从而提高薄膜晶体管的稳定性。该薄膜晶体管中设有遮光层，遮光层用于遮挡薄膜晶体管中被栅极层反射到有源层的光线；遮光层位于所述薄膜晶体管的栅极层与栅极绝缘层之间；或，遮光层位于所述薄膜晶体管的栅极绝缘层内。上述阵列基板包括上述技术方案所提的薄膜晶体管。本发明提供的薄膜晶体管用于显示装置中。

Description

一种薄膜晶体管、阵列基板及显示装置

技术领域

本发明涉及显示技术领域，尤其涉及一种薄膜晶体管、阵列基板及显示装置。

背景技术

薄膜晶体管是有源矩阵显示器件中一个非常重要的半导体器件，其中有源层可以选择以铟镓锌氧化物(简称IGZO)为代表的透明氧化物半导体材料制作，这类透明氧化物半导体材料具有迁移率高、均一性好、透明等优点，能够极大的提高有源矩阵显示器件的显示效果。

但是，由于透明氧化物半导体材料在受到光照的情况下不够稳定，使得薄膜晶体管在受到光照的情况下，薄膜晶体管的漏电流的增加，导致薄膜晶体管的稳定性降低。

例如：图1示出了一种薄膜晶体管，该薄膜晶体管的有源层采用铟镓锌氧化物制成。当光线(如背光)从衬底基板5的底部射向薄膜晶体管的源漏极4时，一部分光线有可能在源漏极4与栅极绝缘层2所形成的斜坡界面a发生折射或反射，并按照图1中箭头所示光路最终射到有源层3，使得有源层3的性能受到影响，导致薄膜晶体管的稳定性变差。

发明内容

本发明的目的在于提供一种薄膜晶体管、阵列基板及显示装置，以在薄膜晶体管受到光照的情况下，避免薄膜晶体管的漏电流增加，从而提高薄膜晶体管的稳定性。

为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种薄膜晶体管，所述薄膜晶体管中设有遮光层，所述遮光层用于遮挡所述薄膜晶体管中被栅极层反射到有源层的光线；其中，

所述遮光层位于所述薄膜晶体管的栅极层与栅极绝缘层之间；或，

所述遮光层位于所述薄膜晶体管的栅极绝缘层内。

优选的，所述薄膜晶体管包括栅极层、栅极绝缘层、有源层和源漏极；所述栅极绝缘层形成在栅极层上，所述有源层形成在栅极绝缘层上，所述源漏极形成在所述有源层和栅极绝缘层上；所述源漏极的底部与所述栅极绝缘层的顶部所形成的接触界面为台阶状界面；所述台阶状界面包括上台界面、下台界面，以及连接上台界面和下台界面的斜坡界面；所述斜坡界面与下台界面的连接处为所述斜坡界面的坡底；

所述斜坡界面在投影平面的正投影位于所述遮光层在投影平面的正投影内；或，

所述遮光层在投影平面的正投影的轮廓线与所述斜坡界面的坡底在投影平面的正投影重合；

其中，所述投影平面与所述栅极层的底面平行。

较佳的，所述栅极层在投影平面的正投影位于所述遮光层在投影平面的正投影内，所述有源层在投影平面的正投影位于所述遮光层在投影平面的正投影内。

较佳的，当所述遮光层位于所述薄膜晶体管的栅极绝缘层内，所述栅极绝缘层包括第一栅极绝缘层和第二栅极绝缘层，所述遮光层位于所述第一栅极绝缘层和第二栅极绝缘层之间，所述第一栅极绝缘层与所述栅极层接触，所述第二栅极绝缘层分别与所述源漏极的底部和所述有源层的底部接触；所述源漏极与所述第二栅极绝缘层所形成的接触界面为台阶状界面。

优选的，所述遮光层的材料为导电性遮光材料或非导电性遮光材料。

较佳的，当所述遮光层位于所述薄膜晶体管的栅极层与栅极绝缘层之间，所述遮光层的材料为非导电性遮光材料。

较佳的，当所述遮光层位于所述薄膜晶体管的栅极绝缘层内，所述导电性遮光材料与黑矩阵材料相同。

优选的，所述遮光层的厚度为

优选的，所述有源层的材料为氧化物半导体。

较佳的，所述有源层的材料为铟镓锌氧化物，氧化铟锡或氧化铟锌。

优选的，所述薄膜晶体管为背沟道刻蚀型薄膜晶体管或刻蚀阻挡型薄膜晶体管。

与现有技术相比，本发明提供的薄膜晶体管的有益效果如下：

本发明提供薄膜晶体管中设有遮光层，遮光层位于薄膜晶体管的栅极层与栅极绝缘层之间，或位于薄膜晶体管的栅极绝缘层内，使得遮光层能够遮挡薄膜晶体管中被栅极层反射到有源层的光线，这样就能降低光线通过栅极层被反射到有源层上的机率，从而减少有源层因为光照原因所导致的薄膜晶体管的漏电流增加问题，从而保证薄膜晶体管的稳定性。

本发明还提供了一种阵列基板，包括上述技术方案提供的所述的薄膜晶体管。

优选的，所述薄膜晶体管形成在衬底基板上，所述薄膜晶体管中的遮光层位于所述阵列基板的非透光区域。

较佳的，当所述薄膜晶体管中的有源层的材料为氧化物半导体时，所述衬底基板为柔性衬底基板。

与现有技术相比，本发明提供的阵列基板的有益效果与上述技术方案提供的薄膜晶体管的有益效果相同，在此不做赘述。

本发明还提供了一种显示装置，包括上述技术方案提供的所述的阵列基板。

与现有技术相比，本发明提供的显示装置的有益效果与上述技术方案提供的薄膜晶体管的有益效果相同，在此不做赘述。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本发明的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1为现有技术中薄膜晶体管的结构示意图；

图2为本发明实施例提供的第一种薄膜晶体管在遮光层的第一种位置关系的结构示意图；

图3为本发明实施例提供的第一种薄膜晶体管在遮光层的第二种位置关系的结构示意图；

图4为本发明实施例提供的第二种薄膜晶体管在遮光层的第一种位置关系的结构示意图；

图5为本发明实施例提供的第二种薄膜晶体管在遮光层的第二种位置关系的结构示意图；

附图标记：

1-栅极层， 2-栅极绝缘层；

21-第一栅极绝缘层， 22-第二栅极绝缘层；

3-有源层， 4-源漏极；

5-衬底基板， 6-遮光层。

具体实施方式

为了进一步说明本发明实施例提供的薄膜晶体管、阵列基板及显示装置，下面结合说明书附图进行详细描述。

请参阅图2-图5，本发明实施例提供的薄膜晶体管中设有遮光层6，遮光层6用于遮挡薄膜晶体管中被栅极层1反射到有源层3的光线；其中，请参阅图2和图3，遮光层6位于薄膜晶体管的栅极层1与栅极绝缘层2之间；或，请参阅图4和图5，遮光层6位于薄膜晶体管的栅极绝缘层2内。

具体实施时，光线按照图2-图3或图4-图5中箭头所示方向穿过薄膜晶体管时，遮光层6遮挡薄膜晶体管中被栅极层1反射到有源层3的光线。

通过上述具体实施过程可知，本发明实施例提供薄膜晶体管中设有遮光层6，而遮光层6位于薄膜晶体管的栅极层1与栅极绝缘层2之间，或位于薄膜晶体管的栅极绝缘层2内，使得遮光层6能够遮挡薄膜晶体管中被栅极层1反射到有源层3的光线，这样就能降低光线通过栅极层1被反射到有源层3上的机率，从而减少有源层3因为光照原因所导致的薄膜晶体管的漏电流增加问题，从而保证薄膜晶体管的稳定性。

值得注意的是，由于遮光层6用于遮光，其并不需要特定的掩膜板制作图案，因此，在制备薄膜晶体管时，只要将遮光层6所用的材料涂布在栅极层1上面或填充在栅极绝缘层2中即可，而不用图案化处理，即无需曝光、显影、刻蚀及剥离等复杂工序。而且，在保障遮光层6遮光能力的前提下，遮光层6的厚度尽可能的比较薄，这样就能降低薄膜晶体管所占用的空间，使得薄膜晶体管应用于显示面板时，减少薄膜晶体管因占用空间问题对显示面板轻薄化所造成的影响；经试验证明，遮光层6的厚度为时，遮光层6的遮光能力不受到影响，且能够使得薄膜晶体管所占用的空间比较小。

需要说明的是，上述实施例提供的薄膜晶体管可以为背沟道刻蚀型薄膜晶体管或刻蚀阻挡型薄膜晶体管，可以根据实际需要选择，只要其中具备上述特征的遮光层6即可。

请参阅图2和图3，上述实施例中的薄膜晶体管包括栅极层1、栅极绝缘层2、有源层3和源漏极4；栅极绝缘层2形成在栅极层1上，有源层3形成在栅极绝缘层2上，源漏极4形成在有源层3和栅极绝缘层2上；源漏极4的底部与栅极绝缘层2的顶部所形成的接触界面为台阶状界面；该台阶状界面包括上台界面c、下台界面b，以及连接上台界面c和下台界面b的斜坡界面a；斜坡界面a与下台界面b的连接处为斜坡界面的坡底。

可选的，当遮光层6位于薄膜晶体管的栅极绝缘层2内，可以将栅极绝缘层2看作两部分，即栅极绝缘层2包括第一栅极绝缘层21和第二栅极绝缘层22，遮光层6位于第一栅极绝缘层21和第二栅极绝缘层22之间，第一栅极绝缘层21的底部与栅极层1接触，第二栅极绝缘层22的顶部分别与源漏极4的底部和有源层3的底部接触；源漏极4的底部与第二栅极绝缘层22的顶部所形成的接触界面为台阶状界面。

而考虑到遮光层6的尺寸，对遮光层6遮光能力的影响，下面结合附图给出遮光层6在投影平面的正投影的两种位置关系，以说明遮光层6的尺寸对遮光能力的影响；其中，投影平面与栅极层的底面平行。

第一种位置关系：如图2和图4所示，遮光层6在投影平面的正投影的轮廓线与斜坡界面a的坡底在投影平面的正投影重合；

第二种位置关系：如图3和图5，斜坡界面a在投影平面的正投影位于遮光层6在投影平面的正投影内。

从上述两种相对位置关系的描述可以发现，第二种位置关系时，遮光层6在投影平面的尺寸比较大，而第一种位置关系时，遮光层6在投影平面的尺寸比较小，而由于两种相对位置关系下，投影平面与栅极层1的底面平行，因此，当光线垂直于栅极层1的底面穿过第二种位置关系对应的薄膜晶体管时，遮光层6能够遮挡更多照射到源漏极4的光线，而照射到源漏极4的光线越少，在斜坡界面a处发生折射或反射的光线也就越少，相应的，栅极层1的顶部来自斜坡界面a的光线也就越少，这样栅极层1的顶部反射到有源层3上的光线就会得到进一步减少，从而增加薄膜晶体管的稳定性。

而且，由于投影平面与栅极层1的底面平行，且显示器中背光模组提供的背光在穿过显示面板中的薄膜晶体管时，背光垂直于薄膜晶体管的中栅极层1的底面穿过薄膜晶体管，因此，第二种位置关系对应的薄膜晶体管应用于显示装置的阵列基板时，薄膜晶体管中的遮光层6能够更多的遮挡照射到源漏极4的背光，从而进一步降低背光对有源层稳定性的影响。

另外，虽然第二种位置关系时，遮光层6在投影平面的尺寸比较大，但是当薄膜晶体管用于阵列基板时，如果遮光层6的尺寸不受限制的增大，其会影响阵列基板的开口率；因此，当薄膜晶体管用于阵列基板时，遮光层6优选的位于阵列基板的非透光区域，以避免对阵列基板的开口率影响。

可以理解的是，请参阅图2-图5，上述实施例中的栅极层1在投影平面的正投影位于遮光层6在投影平面的正投影内，有源层3在投影平面的正投影位于遮光层6在投影平面的正投影内，这样光线从栅极层1的底部穿过薄膜晶体管时，光线不会穿过栅极层1、栅极绝缘层2照射到有源层3，即使光线有可能穿过栅极层1，也会被有源层6遮挡，使光线无法照射到有源层3。

值得注意的是，本实施例中遮光层6的材料可以为导电性遮光材料或非导电性遮光材料，非导电性遮光材料，可以考虑黑色树脂、遮光胶带等，也可以根据实际情况选择，而导电性遮光材料可以选择与黑矩阵材料相同的材料，也可以为普通的不透光金属材料，如铜、铝等材料。

当遮光层6的材料为导电性遮光材料，且遮光层6位于薄膜晶体管的栅极层1与栅极绝缘层2之间时，由于栅极层1能够导电，导电性遮光材料制成的遮光层6能够与栅极层1形成电容，而影响薄膜晶体管的导电性，因此，遮光层6位于薄膜晶体管的栅极层1与栅极绝缘层2之间时，遮光层6的材料优选为非导电性遮光材料。

当遮光层6的材料为导电性遮光材料，且遮光层6位于薄膜晶体管的栅极绝缘层2内，由于栅极绝缘层2能够阻挡遮光层6与栅极层1有源层3或源漏极4形成电容，这样就能够避免薄膜晶体管的电学性能受到影响，因此，当遮光层6位于薄膜晶体管的栅极绝缘层2内，遮光层6的材料可以为任意具有遮光性能的材料。而为了使得薄膜晶体管的制备更加具有可操作性，遮光层6的材料优选的与黑矩阵材料相同，这样就可以充分利用制备彩膜基板时，所需的黑矩阵材料，减少显示面板所涉及的材料种类。

示例性的，当栅极绝缘层2的结构如图4和图5所示的结构时，第一栅极绝缘层21和第二栅极绝缘层22能够将遮光层6与薄膜晶体管中的栅极层1有源层3或源漏极4隔绝，从而避免遮光层6与栅极层1有源层3或源漏极4形成电容。

需要说明的是，上述实施例中有源层3的材料可以为常规的半导体材料，也可以为氧化物半导体，只是当有源层3的材料为氧化物半导体时，由氧化物半导体制成的有源层对光照的敏感度比较高，使得遮光层6提高薄膜晶体管的稳定性的作用更加突出。至于氧化物半导体的材料具体可以选择铟镓锌氧化物，氧化铟锡或氧化铟锌，但不仅限于此。

本发明实施例还提供了一种阵列基板，包括上述技术方案提到的薄膜晶体管。

与现有技术相比，本发明提供的阵列基板的有益效果与上述技术方案提供的薄膜晶体管的有益效果相同，在此不做赘述。

可选的，上述实施例中的薄膜晶体管形成在衬底基板5上，该薄膜晶体管中的遮光层6位于阵列基板的非透光区域，这样就不会影响阵列基板的开口率。

另外，当薄膜晶体管中的有源层3的材料为氧化物半导体时，薄膜晶体管为氧化物薄膜晶体管，这种薄膜晶体管可以制作在柔性衬底基板上，因此，当薄膜晶体管中的有源层3的材料为氧化物半导体时，上述实施例中的衬底基板5优选为柔性衬底基板，使得阵列基板能够应用于柔性显示装置中。

本发明实施例还提供了一种显示装置，包括上述技术方案提供的阵列基板。

与现有技术相比，本发明实施例提供的显示装置的有益效果与上述技术方案提供的薄膜晶体管的有益效果相同，在此不做赘述。

上述实施例提供的显示装置可以为手机、平板电脑、电视机、显示器、笔记本电脑、数码相框或导航仪等任何具有显示功能的产品或部件。

在上述实施方式的描述中，具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (15)

1.一种薄膜晶体管，其特征在于，所述薄膜晶体管中设有遮光层，所述遮光层用于遮挡所述薄膜晶体管中被栅极层反射到有源层的光线；其中，

所述遮光层位于所述薄膜晶体管的栅极层与栅极绝缘层之间；或，

所述遮光层位于所述薄膜晶体管的栅极绝缘层内。

2.根据权利要求1所述的薄膜晶体管，其特征在于，所述薄膜晶体管包括栅极层、栅极绝缘层、有源层和源漏极；所述栅极绝缘层形成在栅极层上，所述有源层形成在栅极绝缘层上，所述源漏极形成在所述有源层和栅极绝缘层上；所述源漏极的底部与所述栅极绝缘层的顶部所形成的接触界面为台阶状界面；所述台阶状界面包括上台界面、下台界面，以及连接上台界面和下台界面的斜坡界面；所述斜坡界面与下台界面的连接处为所述斜坡界面的坡底；

所述斜坡界面在投影平面的正投影位于所述遮光层在投影平面的正投影内；或，

所述遮光层在投影平面的正投影的轮廓线与所述斜坡界面的坡底在投影平面的正投影重合；

其中，所述投影平面与所述栅极层的底面平行。

3.根据权利要求2所述的薄膜晶体管，其特征在于，所述栅极层在投影平面的正投影位于所述遮光层在投影平面的正投影内，所述有源层在投影平面的正投影位于所述遮光层在投影平面的正投影内。

4.根据权利要求2所述的薄膜晶体管，其特征在于，当所述遮光层位于所述薄膜晶体管的栅极绝缘层内，所述栅极绝缘层包括第一栅极绝缘层和第二栅极绝缘层，所述遮光层位于所述第一栅极绝缘层和第二栅极绝缘层之间，所述第一栅极绝缘层的底部与所述栅极层接触，所述第二栅极绝缘层的顶部分别与所述源漏极的底部和所述有源层的底部接触；所述源漏极的底部与所述第二栅极绝缘层的顶部所形成的接触界面为台阶状界面。

5.根据权利要求1～4中任一项所述的薄膜晶体管，其特征在于，所述遮光层的材料为导电性遮光材料或非导电性遮光材料。

6.根据权利要求5所述的薄膜晶体管，其特征在于，当所述遮光层位于所述薄膜晶体管的栅极层与栅极绝缘层之间，所述遮光层的材料为非导电性遮光材料。

7.根据权利要求5所述的薄膜晶体管，其特征在于，当所述遮光层位于所述薄膜晶体管的栅极绝缘层内，所述导电性遮光材料与黑矩阵材料相同。

8.根据权利要求1所述的薄膜晶体管，其特征在于，所述遮光层的厚度为

9.根据权利要求1所述的薄膜晶体管，其特征在于，所述有源层的材料为氧化物半导体。

10.根据权利要求9所述的薄膜晶体管，其特征在于，所述有源层的材料为铟镓锌氧化物，氧化铟锡或氧化铟锌。

11.根据权利要求1所述的薄膜晶体管，其特征在于，所述薄膜晶体管为背沟道刻蚀型薄膜晶体管或刻蚀阻挡型薄膜晶体管。

12.一种阵列基板，其特征在于，包括权利要求1～11中任一项所述的薄膜晶体管。

13.根据权利要求12所述的阵列基板，其特征在于，所述薄膜晶体管形成在衬底基板上，所述薄膜晶体管中的遮光层位于所述阵列基板的非透光区域。

14.根据权利要求13所述的阵列基板，其特征在于，当所述薄膜晶体管中的有源层的材料为氧化物半导体时，所述衬底基板为柔性衬底基板。

15.一种显示装置，其特征在于，包括权利要12～14中任一项所述的阵列基板。