阵列基板、显示面板及显示装置的制作方法

1.本技术涉及显示设备技术领域，尤其涉及一种阵列基板、显示面板及显示装置。


背景技术：

2.随着当代显示技术的发展，用户对于显示装置的要求逐渐增加。现有显示装置主要分为液晶显示装置和有机发光显示装置，两种显示装置中的像素单元均是通过驱动信号输入驱动电路实现启亮。薄膜晶体管作为驱动电路的主要组成结构，对驱动信号起到一定的影响作用，因此通过调节改变薄膜晶体管的结构，可以实现对像素单元亮度的控制。


技术实现要素：

3.本技术实施例提供了一种阵列基板、显示面板及显示装置，能够增大薄膜晶体管内的驱动电流，提高驱动能力。
4.第一方面，本技术实施例提供了一种阵列基板，具有显示区和非显示区，非显示区在显示区的周侧分布，阵列基板包括设置在非显示区的薄膜晶体管，薄膜晶体管包括：源极、漏极、栅极、有源层及感应层，有源层包括源区、漏区和沟道区，源区与漏区分别位于沟道区的两侧，源极与源区电连接，漏极与漏区电连接。
5.栅极与有源层层叠设置并通过层间绝缘层绝缘设置，感应层位于有源层背离栅极的一侧。其中栅极在层间绝缘层的正投影与感应层在层间绝缘层的正投影至少部分重叠。
6.第二方面，本技术实施例提供了一种显示面板，包括前述任一实施方式的阵列基板。
7.第三方面，本技术实施例提供了一种显示装置，包括前述任一实施方式的显示面板。
8.本技术实施例的一种阵列基板、显示面板及显示装置，阵列基板在非显示区也设置有薄膜晶体管，设置在非显示区的驱动电路中的薄膜晶体管增设了感应层，薄膜晶体管工作时会在感应层内产生感应电子，产生的感应电子反作用于有源层的沟道区，从而提高薄膜晶体管的驱动电流。在不改变薄膜晶体管尺寸的同时，提高了自身的驱动能力，避免出现驱动电路对像素电路充电不足的现象，提高显示面板的显示效果。
附图说明
9.为了更清楚地说明本技术实施例的技术方案，下面将对本技术实施例中所需要使用的附图作简单的介绍，对于本领域普通技术人员来讲，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。
10.图1是本技术实施例提供的一种阵列基板的结构示意图；
11.图2是现有技术中的薄膜晶体管的结构示意图；
12.图3是本技术实施例提供的一种薄膜晶体管的结构示意图；
13.图4为图3所示薄膜晶体管工作时内部电荷分布示意图；
14.图5是本技术实施例提供的仿真模拟实验中薄膜晶体管与对比例提供的薄膜晶体管的关于栅极电压与驱动电流的性能曲线图；
15.图6是本技术实施例提供的实测中薄膜晶体管与对比例提供的薄膜晶体管1的关于栅极电压与驱动电流的性能曲线图；
16.图7是本技术实施例提供的又一种阵列基板的结构示意图；
17.图8是图7所示阵列基板中多路分配器组件的局部结构示意图；
18.图9是本技术实施例提供的又一种阵列基板的结构示意图；
19.图10是图9所示阵列基板中区域q的放大结构示意图；
20.图11是本技术实施例提供的又一种薄膜晶体管的结构示意图；
21.图12是本技术实施例提供的还一种薄膜晶体管的结构示意图；
22.图13是本技术实施例提供的还一种薄膜晶体管的结构示意图；
23.图14是本技术实施例提供的还一种薄膜晶体管的结构示意图；
24.图15是本技术实施例提供的还一种薄膜晶体管的结构示意图；
25.图16是本技术实施例提供的还一种薄膜晶体管的结构示意图；
26.图17为图16沿a
‑
a’的剖面结构示意图；
27.图18是本技术实施例提供的又一种薄膜晶体管的结构示意图；
28.图19是本技术实施例提供的一种显示面板的切面示意图；
29.图20是本技术实施例提供的一种显示装置的结构示意图。
30.标记说明：
[0031]1’
、薄膜晶体管；11’、栅极；12’、有源层；121’、源区；122’、漏区；123’、沟道区；15’、源极；16’、漏极；
[0032]
1、薄膜晶体管；11、栅极；12、有源层；121、源区；122、漏区；123、沟道区；1231、第一表面；1232、第二表面；124、凹槽；125、绝缘块；13、感应层；131、第三表面；14、层间绝缘层；15、源极；16、漏极；17、第一绝缘层；171、第一部分；172、第二部分；18、过孔；181、第一过孔；182、第二过孔；19、子晶体管；
[0033]
2、多路分配器组件；21、时钟控制信号线；22、数据信号输入端；
[0034]
31、数据线；32、扫描线；33、像素电极；
[0035]
aa、显示区；na、非显示区；a、第一方向；b、第二方向。
具体实施方式
[0036]
下面将详细描述本技术的各个方面的特征和示例性实施例，为了使本技术的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及具体实施例，对本技术进行进一步详细描述。应理解，此处所描述的具体实施例仅意在解释本技术，而不是限定本技术。对于本领域技术人员来说，本技术可以在不需要这些具体细节中的一些细节的情况下实施。下面对实施例的描述仅仅是为了通过示出本技术的示例来提供对本技术更好的理解。
[0037]
需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要
素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括
……”
限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
[0038]
请参阅图1，一方面，本技术实施例提供了一种阵列基板，具有显示区aa和非显示区na，非显示区na在显示区aa的周侧分布。阵列基板包括驱动电路和像素电路(图中未示出)，像素电路位于显示区aa内用于控制像素单元发光，驱动电路位于非显示区na内用于产生各种信号以操作像素电路或控制其它组件。
[0039]
可以理解的是，阵列基板中的驱动电路可以利用非显示区na设置的薄膜晶体管1’来实现，现有的薄膜晶体管1’的结构如图2所示，薄膜晶体管1’包括有栅极11’、有源层12’、源极15’、漏极16’，有源层12’包括源区121’、漏区122’和沟道区123’。源极15’与有源层12’中的源区121’电连接，漏极16’与有源层12’中的漏区122’电连接。其中可以利用阵列基板的薄膜晶体管1’实现的电路的非限制性示例包括逆变器电路、复用器、静电放电(esd)电路等。不同的驱动电路起到不同的作用，其中部分驱动电路可以用于向像素电路提供数据信号并对其进行充电。
[0040]
在现有的液晶显示面板和有机发光显示面板中，在高频情况下经常会出现由于像素电路充电不足，导致像素单元的亮度不均或显示不均的现象出现，这是由于驱动电路中的薄膜晶体管1’自身充电能力不足造成的。通常情况下可以通过改变薄膜晶体管1’的宽长比来提高薄膜晶体管1’的驱动电流，进而提高薄膜晶体管1’的充电能力。但是改变薄膜晶体管1’的尺寸的同时需要对阵列基板整体的结构尺寸进行调整，并且相邻薄膜晶体管1’间的距离减小，容易产生干涉现象。
[0041]
因此本技术实施例提供了一种新型薄膜晶体管1，请一并参阅图1和图3，本技术实施例中的薄膜晶体管1设置于非显示区na中，包括有源极15、漏极16、栅极11、有源层12及感应层13，有源层12包括源区121、漏区122和沟道区123，源区121与漏区122分别位于沟道区123的两侧，源极15与源区121电连接，漏极16与漏区122电连接。栅极11与有源层12层叠设置并通过层间绝缘层14绝缘设置，感应层13位于有源层12背离栅极11的一侧。其中栅极11在层间绝缘层14的正投影与感应层13在层间绝缘层14的正投影至少部分重叠。
[0042]
薄膜晶体管1是一种绝缘栅场效应晶体管，主要由金属和半导体层组成，金属包括栅极11、源极15以及漏极16，且半导体层与栅极11之间、栅极11与源极15之间以及栅极11与漏极16之间分别通过绝缘层相间隔。半导体层包括有源层12，栅极11与有源层12中的沟道区123对应设置，源极15与有源层12中的源区121电连接，漏极16与有源层12中的漏区122电连接。
[0043]
薄膜晶体管1工作时，栅极11施以电压并产生电场，电场方向由栅极11指向有源层12的沟道区123的第一表面1231，即沟道区123靠近栅极11的表面，这个电场能排斥空穴而吸引电子，即沟道区123内的电子聚集至沟道区123靠近栅极11的一侧，而原先位于沟道区123表面的空穴被排斥移动至沟道区123的远离栅极11的一侧。随着栅极11电压增加，沟道区123将由耗尽层转变为反型层。并且栅极11电压越高，聚集在沟道区123第一表面1231的电子数量越多，沟道区123的导通性能越强，薄膜晶体管1的驱动能力越强。当栅极11电压达到阈值电压时，源区121和漏区122之间加上电压就会有载流子通过沟道区123。
[0044]
本技术实施例提供的薄膜晶体管1增设有感应层13，感应层13设置于有源层12背
离栅极11的一侧，感应层13的设置可以增加沟道区123靠近栅极11一侧的电子数量，提高薄膜晶体管1的驱动能力。具体地说，请参阅图4，薄膜晶体管1工作时，位于沟道区123第二表面1232附近的空穴数量增加，电子数量减小，因此会在感应层13的第三表面131会产生相应的感应电子，感应电子的存在会对沟道区123起到反馈作用，排斥沟道区123上第二表面1232附近的电子，从而进一步减少沟道区123第二表面1232的电子数量，使得更多电子在沟道区123的第一表面1231聚集，令沟道区123的导通性能提高，进而提高了薄膜晶体管1的驱动能力。
[0045]
本技术的发明人通过实验研究发现，感应层13的增加使得薄膜晶体管1的器件性能更优，请参考图5和图6，图5是本技术实施例提供的仿真模拟实验中薄膜晶体管1与对比例提供的薄膜晶体管1’的关于栅极11电压与驱动电流的性能曲线图，图6是本技术实施例提供的实测中薄膜晶体管1与对比例提供的薄膜晶体管1’的关于栅极11电压与驱动电流的性能曲线图。图5和图6中横坐标表示栅极11驱动电压vg的大小，竖坐标表示驱动电流ids的大小。曲线a1表示常规方案中薄膜晶体管1’的性能曲线，即薄膜晶体管1’中未设置感应层13情况下的性能曲线，曲线a2表示薄膜晶体管1中设置有感应层13时的性能曲线。通过特性曲线可知，在相同的栅极11驱动电压vg情况下，两种薄膜晶体管的驱动电流ids存在区别。相较于常规方案，薄膜晶体管1中设置有感应层13时的驱动电流ids更大，即薄膜晶体管11的驱动能力越强。
[0046]
本技术实施例中非显示区na的薄膜晶体管1与常规设置不同，增设了感应层13，使得薄膜晶体管1工作时会在感应层13内产生感应电子，产生的感应电子反作用于有源层12的沟道区123，从而提高薄膜晶体管1的驱动电流，使得薄膜晶体管1的驱动能力增强。本技术实施例在不改变薄膜晶体管1尺寸的情况下，提升了薄膜晶体管1的充电能力，避免出现驱动电路对像素电路充电不足的现象，影响显示面板的显示效果。
[0047]
在一些可选实施例中，请参阅图7和图8，阵列基板还包括位于非显示区na内的多路分配器组件2，薄膜晶体管1至少部分设置于多路分配器组件2中，多路分配器组件2包括时钟控制信号线21，栅极11与时钟控制信号线21电连接。
[0048]
多路分配器组件2用于将一路输入分成多路输出，其输入端与数据信号输入端22连接，输出端则对应连接多条数据线31。因此多列子像素单元可通过一个多路分配器组件2分别在不同时间提供数据信号，从而满足数据驱动的需求。
[0049]
本技术实施例中的多路分配器组件2所采用前述实施例中的薄膜晶体管1，可以增大多路分配器组件2向数据线31输入的数据信号值，提高了多路分配器组件2的充电能力，避免数据线31出现充电不足的风险。
[0050]
可以理解的是，本技术实施例中采用的薄膜晶体管1也可根据实际情况应用于驱动电路的其他位置处或者位于像素电路中。当薄膜晶体管1用于像素电路时，请参阅图9和图10，薄膜晶体管1的源极15与数据线31电连接，薄膜晶体管1的漏极16与像素电极33电连接，栅极11与扫描线32电连接。在显示驱动过程中，扫描线32向栅极11提供扫描信号，数据线31向源极15提供数据信号。在扫描线32的扫描信号的控制下，薄膜晶体管1进行开启关闭的切换，从而实现数据信号向像素电极33的导入控制。
[0051]
在一些可选实施例中，请参阅图11，有源层12在层间绝缘层14的正投影位于感应层13在层间绝缘层14的正投影中。
[0052]
薄膜晶体管1工作时，沟道区123内的电子发生移动，感应层13感应出感生电子并对沟道区123内的电子移动产生反馈作用。本技术实施例将感应层13在层间绝缘层14的投影尺寸设置为大于等于有源层12在层间绝缘层14的投影尺寸，以使感应层13的感应区域可以完全覆盖有源层12的沟道区123，提高薄膜晶体管1的驱动能力。此外感应层13的存在还可以起到遮光作用，防止背光组件发射出的光线或者入射至显示面板内的环境光线通过反射进入有源层12中，对薄膜晶体管1的驱动能力产生影响。
[0053]
在一些可选实施例中，请参阅图12，薄膜晶体管1还包括第一绝缘层17，第一绝缘层17设置于有源层12与感应层13之间，且第一绝缘层17在层间绝缘层14的正投影与沟道区123在层间绝缘层14的至少部分正投影不相交叠。
[0054]
第一绝缘层17包括第一部分171和第二部分172，第一部分171用于将感应层13与源区121间隔开，第二部分172用于将感应层13与漏区122间隔开。其中第一部分171与第二部分172之间具有间隙，间隙中可设置有与感应层13相同的材料或其他非绝缘材料，以实现感应层13与沟道区123间的感应，本技术对此不作限定。感应层13与沟道区123之间可实现相互感应和反馈，第一绝缘层17的设置可以避免感应层13对源区121和漏区122导电性能的影响，提高薄膜晶体管1的可靠性。可选地，第一部分171在层间绝缘层14的正投影与源区121在层间绝缘层14的正投影重合，第二部分172在层间绝缘层14的正投影与漏区122在层间绝缘层14的正投影重合。
[0055]
在一些可选实施例中，请参阅图13，感应层13的至少部分与所述沟道区123贴合设置。可以理解的是，感应层13与有源层12之间的距离越近，感应层13所感应出的电子数量越多，其对沟道区123所产生的反馈效果也就越强。本技术实施例将感应层13的至少部分与沟道区123贴合设置，使得感应层13的感应效果最强，可以有效提高薄膜晶体管1的驱动能力。可选地，感应层13与沟道区123完全贴合设置且感应层13与源区121、漏区122之间绝缘设置。
[0056]
在一些可选实施例中，请参阅图14，有源层12背离栅极11的一侧设置有凹槽124，凹槽124在层间绝缘层14的正投影与沟道区123在层间绝缘层14的正投影至少部分交叠。感应层13设置于凹槽124内部，一方面可以使得感应层13与沟道区123贴合设置，从而提高薄膜晶体管1的驱动能力。另一方面由于凹槽124设置于有源层12内，因此感应层13的设置不会增加薄膜晶体管1自身以及阵列基板的整体厚度，即本技术实施例可以在保证薄膜晶体管1尺寸及厚度的前提下，提高薄膜晶体管1的驱动能力，以满足非显示区na的信号传输及充电需要。
[0057]
在一些可选实施例中，感应层13在层间绝缘层14的正投影位于沟道区123在层间绝缘层14的正投影内。由于感应层13位于凹槽124内，且感应层13在层间绝缘层14的正投影尺寸小于沟道区123在层间绝缘层14的正投影尺寸。因此感应层13不会与源区121或漏区122相接触，防止感应层13对源区121和漏区122的导电性能产生影响，提高薄膜晶体管1的可靠性。可选地，如图14所示，感应层13靠近源区121和漏区122的两侧设置有绝缘块125，以将感应层13分别与源区121及漏区122阻隔开，起到绝缘阻隔作用；或者如图15所示，沟道层半包围设置在感应层13上，以使感应层13与源区121、漏区122分隔开。
[0058]
在一些可选实施例中，感应层13为金属材料。相较于半导体等材料，金属材料自身具有良好的导电性能，并且可以起到遮光效果，在提高薄膜晶体管1驱动能力的同时，提高
薄膜晶体管1的可靠性。
[0059]
在一些可选实施例中，金属材料包括钼。钼自身具有良好的耐热性和导电性，可以广泛应用于电子工业中，并且钼材料有利于产生感应电子从而对沟道区123起到反馈作用。
[0060]
在一些可选实施例中，感应层13的厚度为35～150nm。感应层13用于薄膜晶体管1中，因此感应层13的厚度会对薄膜晶体管1以及阵列基板的厚度产生直接影响，本技术实施例将感应层13的厚度限定在35～150nm，在满足加工条件的同时避免厚度过大，影响显示面板的使用手感。
[0061]
在一些可选实施例中，请参阅图16和图17，层间绝缘层14包括形成在层间绝缘层14内的过孔18，过孔18包括第一过孔181和第二过孔182，源极15通过第一过孔181与源区121电连接，漏极16经由第二过孔182与漏区122电连接。感应层13在第一方向a上的长度大于或等于第一过孔181或第二过孔182在第一方向a上的长度，其中在层间绝缘层14上，源区121的正投影和漏区122的正投影在第二方向b上位于沟道区123正投影的两侧，其中第一方向a与层间绝缘层14平行且与第二方向b垂直。
[0062]
第一过孔181用于连接源极15和源区121，第二过孔182用于连接漏极16和漏区122，在第二方向b上，第一过孔181和第二过孔182分别位于栅极11的两侧。本技术实施例将感应层13长度设置为不小于第一过孔181或第二过孔182沿平行于第一方向a上的最大距离，从而确保薄膜晶体管1在第一过孔181和第二过孔182连线位置处设置有感应层13，使得薄膜晶体管1工作过程中感应层13可以有效提高薄膜晶体管1的驱动能力，并且还可以提高薄膜晶体管1中驱动电流的传输可靠性。
[0063]
在一些可选实施例中，请参阅图18，第一过孔181和第二过孔182设置有多个，多个第一过孔181与第二过孔182分别在第二方向b上对应设置，多个第一过孔181沿第一方向a排布。其中在第一方向a上，感应层13在层间绝缘层14的正投影长度大于或等于任意两个第一过孔181间或任意两个第二过孔182间的距离。
[0064]
本技术实施例中的薄膜晶体管1是由多个子晶体管19相互并联连接，其中如图19所示，子晶体管19与感应层13均以虚线方式表示。每个子晶体管19均包括一个第一过孔181和与之对应的一个第二过孔182，并且每个子晶体管19的栅极11沿第一方向a相邻排布，形成沿第一方向a延伸的条状金属图案；每个子晶体管19的源极15沿第一方向a相邻排布，形成沿第一方向a延伸的条状金属图案；每个子晶体管19的漏极16沿第一方向a相邻排布，形成沿第一方向a延伸的条状金属图案。可以理解的是，当采用多个子晶体管19并联的方式时，源极15和漏极16在第二方向b上的间距保持不变，即薄膜晶体管1的长度保持不变，而源极15或漏极16的线宽显著增加，因此薄膜晶体管1的宽长比显著增大，薄膜晶体管1的驱动能力得到增强。
[0065]
另外，本实施例在这种薄膜晶体管1的设计基础上，增大了感应层13的尺寸，使得在第一方向a上，感应层13的长度不小于任意两个第一过孔181间的距离，并且不小于任意两个第二过孔182间的距离，从而可以有效提高薄膜晶体管1的驱动能力。另外在第二方向b上，由于任意两个第一过孔181或任意两个第二过孔182均与感应层13对应设置。因此在第二方向b上，任意位置处的对应第一过孔181和第二过孔182间均设置有感应层13，这种设计还可以保证驱动电流的传输可靠性。
[0066]
另一方面，本技术提供了一种显示面板，请参阅图19，显示面板包括前述任一实施
例中的阵列基板，薄膜晶体管1位于阵列基板内，显示面板可以液晶显示面板，也可以为有机发光显示面板，本技术对此不作限定。图19所示为液晶显示面板，显示面板还包括彩膜基板以及位于阵列基板和彩膜基板之间的液晶层。本技术实施例提供的显示面板，具有本技术实施例提供的阵列基板的有益效果，具体可以参考上述各实施例对于阵列基板的具体说明，本实施例在此不再赘述。
[0067]
另外，本技术实施例还提供了一种显示装置，请参阅图20，显示装置包括前述任一实施例的显示面板。图实施例仅以手机为例，对显示装置进行说明，可以理解的是，本发明实施例提供的显示装置，可以是电脑、电视、车载显示装置等其他具有显示功能的显示装置，本发明对此不作具体限制。
[0068]
虽然本技术所公开的实施方式如上，但所述的内容只是为了便于理解本技术而采用的实施方式，并非用以限定本发明。任何本技术所属技术领域内的技术人员，在不脱离本技术所公开的精神和范围的前提下，可以在实施的形式上及细节上作任何的修改与变化，但本技术的保护范围，仍须以所附的权利要求书所界定的范围为准。
[0069]
以上所述，仅为本技术的具体实施方式，所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为了描述的方便和简洁，上述描述的其他连接方式的替换等，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。应理解，本技术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技术揭露的技术范围内，可轻易想到各种等效的修改或替换，这些修改或替换都应涵盖在本技术的保护范围之内。