阵列基板及其制备方法、液晶显示装置与流程

本发明总体涉及显示技术领域，具体而言，涉及一种阵列基板及其制备方法、液晶显示装置。

背景技术：

传统液晶显示器的像素结构如图1A、1B、1C所示，具体地，图1A为传统液晶显示器像素结构俯视示意图，图1B为图1A沿虚线100的剖面示意图，图1C为图1A沿虚线110的剖面示意图。结合图1A、1B、1C，TFT基板1与彩膜基板2通过贴合形成显示器，支撑柱11通常设计放置在水平黑矩阵12与垂直黑矩阵13的交叉处，并且位于TFT基板1上两相邻晶体管之间。TFT基板还包括数据线14和扫描线15，数据线14和扫描线15垂直交叉形成的区域为像素区域16。显示器沿虚线100、110的剖面示意图如图1B、1C所示，液晶显示器包括薄膜晶体管17、支撑柱11，沿110横俯视为像素区域16。

图2为源/漏极金属电极示意图。如图2所示，层间绝缘层的过孔22侧壁有一定的角度，源/漏极金属电极23附着在过孔22侧壁上，其中层间绝缘层由两层介质组成，分别是氧化硅层211和氮化硅层212。当光线照射过来时，侧壁上的源/漏极金属电极23会对光线产生反射作用，对于情况①，部分光线直接反射向上射出；对于情况②，部分光线向下反射后在氧化硅层211和氮化硅层212之间的界面再次发生反射，向上射出，向上反射的光线与沿直线射出的光线发生干涉，光线偏振态发生变化。可以看出，两种情况下，光线都没有沿直线行进，导致位于彩膜基板的水平黑矩阵12无法遮住出射的光线。

如果黑矩阵的宽度不够宽，则其不足以遮挡漏光区域，在暗态情况下会发生漏光现象，导致对比度下降。为解决此漏光问题，通常需要增大黑矩阵的宽度，同时还要考虑到TFT基板与彩膜基板贴合对组的误差，黑矩阵可能因错位而无法遮住漏光，由此黑矩阵还需进一步增大，从而导致开口率降低。

因此，针对上述问题需要一种新的阵列基板。

在所述背景技术部分公开的上述信息仅用于加强对本公开的背景的理解，因此它可以包括不构成对本领域普通技术人员已知的现有技术的信息。

技术实现要素：

本发明提供一种阵列基板及其制备方法、液晶显示装置，能够解决漏光问题。

本发明的其他特性和优点将通过下面的详细描述变得显然，或部分地通过本公开的实践而习得。

根据本发明的第一方面，一种阵列基板，包括：

衬底基板；

位于所述衬底基板上的薄膜晶体管，所述薄膜晶体管包括有源层、源极、漏极和过孔，且所述漏极或所述源极具有位于所述过孔中的部分，其特征在于，还包括：

第一遮光结构，所述第一遮光结构到所述衬底基板的距离小于所述过孔到所述衬底基板的距离，所述第一遮光结构在所述衬底基板上的垂直投影与所述漏极或所述源极在所述衬底基板上的垂直投影之间的距离小于或等于3微米。

根据本发明的一实施方式，所述第一遮光结构在所述衬底基板上的垂直投影与所述过孔在所述衬底基板上的垂直投影具有重叠的区域。

根据本发明的一实施方式，所述过孔包括第一过孔和第二过孔，所述源极具有位于所述第一过孔中的部分，所述漏极具有位于所述第二过孔中的部分，在所述第一过孔和所述第二过孔与所述衬底基板之间分别设置有所述第一遮光结构。

根据本发明的一实施方式，所述第一遮光结构为多边形或半圆形。

根据本发明的一实施方式，所述过孔在所述衬底基板上的垂直投影位于所述第一遮光结构在所述衬底基板上的垂直投影区域内。

根据本发明的一实施方式，所述有源层为多晶硅。

根据本发明的一实施方式，还包括第二遮光结构，所述第二遮光结构设置在所述有源层靠近所述衬底基板的一侧，所述第二遮光结构在所述衬底基板上的垂直投影与所述有源层在所述衬底基板上的垂直投影具有重叠区域，所述第二遮光结构在所述衬底基板上的垂直投影与所述第一遮光结构在所述衬底基板上的垂直投影不相重叠。

根据本发明的一实施方式，所述第一遮光结构和所述第二遮光结构位于同一层。

根据本发明的一实施方式，所述有源层包括沟道区，所述沟道区为U型。

根据本发明的一实施方式，所述第一遮光结构是金属材料或者黑色树脂材料。

根据本发明的一实施方式，还包括缓冲层，所述第一遮光结构设置在所述缓冲层靠近所述衬底基板的一侧。

根据本发明的一实施方式，所述阵列基板还包括相互交叉且绝缘设置的数据线和扫描线，且所述数据线复用为所述漏极。

根据本发明的一实施方式，所述第一遮光结构与所述扫描线位于同一层。

根据本发明的第二方面，一种如上所述的阵列基板的制备方法，包括：

提供衬底基板；

在所述衬底基板上形成第一遮光结构；

在所述衬底基板上形成薄膜晶体管；其中，

所述薄膜晶体管包括有源层、源极、漏极和过孔，且所述漏极或所述源极具有位于所述过孔中的部分；

所述第一遮光结构到所述衬底基板的距离小于所述过孔到所述衬底基板的距离，所述第一遮光结构在所述衬底基板上的垂直投影与所述漏极或所述源极在所述衬底基板上的垂直投影之间的距离小于或等于3微米。

根据本发明的第三方面，一种液晶显示装置，包括如上所述的阵列基板，与所述阵列基板相对设置的彩膜基板，以及位于所述阵列基板和所述彩膜基板之间的液晶层。

本发明的阵列基板及其制备方法、液晶显示装置，在过孔和衬底基板之间设置遮光结构，且第一遮光结构在衬底基板上的垂直投影与漏极或源极在衬底基板上的垂直投影之间的距离小于或等于3微米，能够遮挡以漏极或源极为中心、距离漏极或源极3微米范围内的部分或者全部光线，减少过孔中的源/漏金属电极反射光线造成的漏光现象，在不用加宽黑矩阵的情况下解决漏光的问题，具有较高的开口率。

附图说明

通过参照附图详细描述其示例实施例，本发明的上述和其它目标、特征及优点将变得更加显而易见。

图1A为传统液晶显示器像素结构俯视示意图。

图1B为图1A沿虚线100的剖面示意图。

图1C为图1A沿虚线110的剖面示意图。

图2为源/漏极金属电极示意图。

图3A示意性示出根据本发明示例实施方式的一阵列基板中衬底基板的剖面示意图。

图3B示意性示出图3A的俯视示意图。

图3C示意性示出根据本发明示例实施方式的一阵列基板中衬底基板的剖面示意图。

图3D示意性示出图3C的俯视示意图。

图4A示意性示出根据本发明示例实施方式的另一阵列基板中衬底基板的剖面示意图。

图4B示意性示出图4A的俯视示意图。

图5示意性示出根据本发明示例实施方式的一阵列基板中衬底基板的俯视示意图。

图6示意性示出根据本发明示例实施方式的一阵列基板中衬底基板的俯视示意图。

图7示意性示出根据本发明示例实施方式的一阵列基板中衬底基板的俯视示意图。

图8示意性示出根据本发明示例实施方式的一阵列基板的制备方法的流程图。

具体实施方式

现在将参考附图更全面地描述示例实施方式。然而，示例实施方式能够以多种形式实施，且不应被理解为限于在此阐述的范例；相反，提供这些实施方式使得本公开将更加全面和完整，并将示例实施方式的构思全面地传达给本领域的技术人员。附图仅为本发明的示意性图解，并非一定是按比例绘制。图中相同的附图标记表示相同或类似的部分，因而将省略对它们的重复描述。

此外，所描述的特征、结构或特性可以以任何合适的方式结合在一个或更多实施方式中。在下面的描述中，提供许多具体细节从而给出对本发明的实施方式的充分理解。然而，本领域技术人员将意识到，可以实践本发明的技术方案而省略所述特定细节中的一个或更多，或者可以采用其它的方法、组元、装置、步骤等。在其它情况下，不详细示出或描述公知结构、方法、装置、实现、材料或者操作以避免喧宾夺主而使得本发明的各方面变得模糊。

图3A示意性示出根据本发明示例实施方式的一阵列基板中衬底基板的剖面示意图，图3B示意性示出图3A的俯视示意图。

如图3A所示，一种阵列基板，包括：衬底基板30，衬底基板30上包括薄膜晶体管。薄膜晶体管依次包括缓冲层31、有源层32、栅极绝缘层33、栅极34、层间绝缘层35、源/漏金属电极36。薄膜晶体管中还包括过孔37，且源/漏金属电极36具有位于过孔37中的部分，即源/漏金属电极36可置于过孔37中。图中虚线部分为过孔37，源/漏金属电极36通过过孔37与有源层32中的源区和漏区连接。

薄膜晶体管还可包括第一遮光结构38，第一遮光结构38到衬底基板30的距离小于过孔37到衬底基板30的距离，即第一遮光结构38是位于衬底基板30和过孔37之间的。第一遮光结构38在衬底基板30上的垂直投影与过孔37在衬底基板30上的垂直投影具有重叠的区域381，即从衬底基板30的方向看过去，第一遮光结构38能够遮挡住过孔37的部分侧壁，进而遮挡住位于过孔37中的源/漏金属电极36的部分侧壁。上述第一遮光结构38的位置设置，可用于减少从衬底基板30一侧入射且照射到源/漏金属电极36的光线S1。

如图3B所示，为图3A的俯视示意图，其中有源层32为U型沟道。源/漏金属电极36位于过孔37中，第一遮光结构38设置在衬底基板30和过孔37之间，能够遮挡住位于过孔37中的源/漏金属电极36的部分侧壁，可用于减少从衬底基板30一侧入射且照射到源/漏金属电极36的光线S1。

本实施方式的阵列基板在过孔37和衬底基板30之间设置第一遮光结构38，遮挡从衬底基板30射向过孔37侧壁的光线，即遮挡射向过孔37中的源/漏金属电极36的光线S1，减少过孔37中的源/漏金属电极36反射光线造成的折射反射现象，在不用加宽黑矩阵的情况下解决漏光的问题，具有较高的开口率。

根据一示例实施例，如图3C、3D所示，过孔37在衬底基板30上的垂直投影位于第一遮光结构38在衬底基板30上的垂直投影区域382内，即第一遮光结构38将过孔37全部挡住，能够全部遮挡从衬底基板30射向过孔37的光线S1。此种设置可将射向过孔37的光线S1全部遮挡住，避免过孔37中的源/漏金属电极36反射光线造成的折射反射现象，在不用加宽黑矩阵的情况下解决漏光的问题，具有较高的开口率。

图4A示意性示出根据本发明示例实施方式的另一阵列基板中衬底基板的剖面示意图，图4B示意性示出图4A的俯视示意图。

如图4A所示，一种阵列基板，包括：衬底基板40，衬底基板40上包括薄膜晶体管。薄膜晶体管依次包括缓冲层41、有源层42、栅极绝缘层43、栅极44、层间绝缘层45、源极461、漏极462。薄膜晶体管中还包括第一过孔471和第二过孔472，源极461具有位于第一过孔471中的部分，漏极462具有位于第二过孔472中的部分。图中虚线部分为过孔471、472，源极461、漏极462分别通过过孔471、472与有源层42中的源区和漏区连接。

薄膜晶体管还可包括第一遮光结构481、482，在第一过孔471与衬底基板40之间设置有第一遮光结构481，在第二过孔472与衬底基板40之间设置有第一遮光结构482。第一遮光结构481、482到衬底基板40的距离小于过孔471、482到衬底基板40的距离，即第一遮光结构481、482是分别位于衬底基板40和过孔471、482之间的。第一遮光结构481、482在衬底基板40上的垂直投影与第一过孔471、第二过孔472在衬底基板40上的垂直投影具有重叠的区域48，即从衬底基板40的方向看过去，第一遮光结构481能够遮挡住第一过孔471的部分侧壁，第一遮光结构482能够遮挡住第二过孔472，进而遮挡住位于第一过孔471、第二过孔472中的源极461和漏极462。上述第一遮光结构481、482的位置设置，可用于减少从衬底基板40一侧入射且照射到源极461和漏极462的光线S1。

如图4B所示，为图4A的俯视示意图，其中有源层42可为U型沟道。源极461位于过孔471中，第一遮光结构481设置在衬底基板40和过孔471之间，能够遮挡住位于过孔471中的源极461的部分侧壁，可用于减少从衬底基板40一侧入射且照射到源极461的光线S1。同样的，漏极462位于过孔472中，第一遮光结构482设置在衬底基板40和过孔472之间，能够遮挡住位于过孔472中的漏极462，可用于遮挡从衬底基板40一侧入射且照射到漏极462的光线S1。

根据一示例实施例，有源层42可为多晶硅。有源层42采用多晶硅结构，多晶硅结构迁移率较高，器件驱动能力强。

根据一示例实施例，第一遮光结构481、482可以采用金属材料或者黑色树脂材料。第一遮光结构481、482采用金属材料时，遮光效果好且耐高温。第一遮光结构481、482采用黑色树脂材料时，第一遮光结构可直接采用曝光工艺便可形成，制程简单。

根据一示例实施例，如图4A所示，衬底基板40还包括第二遮光结构49，第二遮光结构49可设置在有源层42靠近衬底基板40的一侧，第二遮光结构49在衬底基板40上的垂直投影与有源层42在衬底基板40上的垂直投影具有重叠区域491，第二遮光结构49在衬底基板40上的垂直投影与第一遮光结构481、482在衬底基板40上的垂直投影不相重叠。

也就是说，衬底基板40和有源层42之间还可设置第二遮光结构49，第二遮光结构49可设置在有源层42的下方用于遮挡从衬底基板40射向有源层42的光线S2。并且，第一遮光结构481、482与第二遮光结构49没有重叠的区域，是相互分离设置的。

在有源层42下方设置第二遮光结构49，可防止有源层42由于受光的长时间照射而产生老化等问题。并且，第一遮光结构481、482和第二遮光结构49分离设置，只在需要遮光的位置设置遮光结构，可进一步减少遮光金属结构的面积，增加开口率，使得产生的电容耦合干扰较小。

根据一示例实施例，如图4A所示，第一遮光结构481、482和第二遮光结构49可位于同一层。

根据一示例实施例，第一遮光结构481、482可设置在缓冲层41靠近衬底基板40的一侧。

如果将第一遮光结构481、482和第二遮光结构49设置在同一层，则不需要额外增加工序，统一制作第一遮光结构481、482和第二遮光结构49即可，因此，在达到防止漏光、提升开口率的同时，不增加任何制程。

图5示意性示出根据本发明示例实施方式的一阵列基板中衬底基板的俯视示意图。

如图5所示，有源层52为U型沟道。源极561位于过孔571中，第一遮光结构58设置在衬底基板50和过孔571之间，能够遮挡住位于过孔571中的源极561的部分侧壁，可用于减少从衬底基板50一侧入射且照射到源极561的光线。同时，第一遮光结构58设置在第一过孔571和第二过孔572之间，还能够遮挡住位于过孔572中的漏极562的部分侧壁，可用于遮挡从衬底基板50一侧入射且照射到漏极562的光线。

上述第一遮光结构58设置在第一过孔571和第二过孔572之间，可同时遮挡第一过孔571中的源极561和第二过孔572中的漏极562的部分侧壁。对于高分辨率的阵列基板以及显示面板，此种设置使得第一遮光结构58的遮光金属块面积较小，由此产生的电容耦合干扰较小，并进一步增大开口率。

图6示意性示出根据本发明示例实施方式的一阵列基板中衬底基板的俯视示意图。

如图6所示，有源层62为U型沟道。源极661位于过孔671中，第一遮光结构681设置在衬底基板60和过孔671之间，且其形状为半圆形。需要说明的是，第一遮光结构681与源极661之间没有重叠区域，具体地，第一遮光结构681在衬底基板60上的垂直投影与源极661在衬底基板60上的垂直投影之间的距离小于或等于3微米，能够遮挡住距离源极3微米范围内的部分或者全部光线，可用于减少从衬底基板60一侧入射的光线与从源极661反射的光线之间发生干涉。

经研究发现，过孔671中的源极661造成的漏光主要集中在以源极661为中心，距离源极661的边缘3微米的范围内，因此，当第一遮光结构681在衬底基板60上的垂直投影与源极661在衬底基板60上的垂直投影之间的距离小于或等于3微米时，便能够减少漏光现象。此外，过孔671通常被设计为圆形或者椭圆形，因此，位于过孔671中的源极661造成的漏光区域的边缘也近似为圆弧形，第一遮光结构681设置为半圆形能够与过孔的边缘配合，既能减少漏光，又能进一步提高开口率。

在本发明的一些实施方式中，还可在衬底基板60和过孔672之间设置第一遮光结构682，同样地，第一遮光结构682可以与第一遮光结构681一样为半圆形，且第一遮光结构682在衬底基板60上的垂直投影与漏极662在衬底基板60上的垂直投影之间的距离小于或等于3微米，能够可用于遮挡从衬底基板60一侧入射且与漏极662反射的光线发生干涉的光线，从而减少漏光。

为了更好地阐述第一遮光结构与漏极或/和源极之间的位置关系，图6所示结构中，第一遮光结构与漏极或/和源极之间没有交叠区域，即第一遮光结构在衬底基板上的垂直投影与漏极或/和源极在衬底基板上的垂直投影没有重叠区域，但是第一遮光结构在衬底基板上的垂直投影与漏极或/和源极在衬底基板上的垂直投影之间的距离小于或等于3微米。然而，在本发明的其他实施方式中，当第一遮光结构为半圆形时，第一遮光结构在衬底基板上的垂直投影与漏极或/和源极在衬底基板上的垂直投影可以具有重叠区域。

本实施方式的第一遮光结构681、682为半圆形结构，还可以为多边形等形状，例如矩形、不规则四边形或五边形等，只要能够起到遮光作用并增大开口率即可，本公开不以此为限。

本实施方式在朝向像素单元开口区部分设置半圆形的第一遮光结构681或者682，进一步减小第一遮光结构681或者682的面积，尽可能增大透光区域。并且，在薄膜晶体管上制作遮光结构，其对位精度远高于彩膜基板与TFT基板的对位精度，因而遮光的精度高，可进一步降低黑矩阵的宽度，增大开口率。

图7示意性示出根据本发明示例实施方式的一阵列基板中衬底基板的俯视示意图。

如图7所示，有源层72为U型沟道。源极761位于过孔771中，第一遮光结构781设置在衬底基板70和过孔771之间。漏极762位于过孔772中，第一遮光结构782设置在衬底基板70和过孔772之间。阵列基板还包括相互交叉且绝缘设置的数据线79和扫描线74，且数据线79可复用为漏极762。通过将数据线79复用为漏极762可进一步简化制作工艺。

根据一示例实施例，第一遮光结构781、782与扫描线74可位于同一层。

此外，本发明还提供一种阵列基板的制备方法。图8示意性示出根据本发明示例实施方式的一阵列基板的制备方法的流程图。

如图8所示，一种阵列基板的制备方法，包括：

步骤S802：提供衬底基板。

步骤S804：在衬底基板上形成第一遮光结构。具体地，第一遮光结构可以是金属，也可以是遮光树脂。

步骤S806：在衬底基板上形成薄膜晶体管；其中，薄膜晶体管包括有源层、源极、漏极和过孔，且漏极或源极具有位于过孔中的部分。具体地，对于有源层为低温多晶硅的薄膜晶体管，先在步骤S804形成的结构上形成绝缘层，然后依次形成有源层、绝缘层、过孔以及源极、漏极。

步骤S808：第一遮光结构到衬底基板的距离小于过孔到衬底基板的距离，第一遮光结构在衬底基板上的垂直投影与漏极或源极在衬底基板上的垂直投影之间的距离小于或等于3微米。

在上述制备方法中，第一遮光结构和源极、漏极之间的位置关系根据“第一遮光结构在衬底基板上的垂直投影与漏极或源极在衬底基板上的垂直投影之间的距离小于或等于3微米”的要求制备，使得形成的第一遮光结构能够减少位于过孔中的源极或/和漏极在显示过程中造成的漏光。

根据一示例实施例，一种液晶显示装置，包括上述实施方式中的任一阵列基板、与阵列基板相对设置的彩膜基板，以及位于阵列基板和彩膜基板之间的液晶层。

上述各阵列基板、阵列基板的制备方法以及液晶显示装置中，在过孔处或者过孔的周围区域，通过在靠近光源的一侧设置第一遮光结构，能够有效减少过孔中的源极或者漏极对光线的反射、折射等造成的漏光。需要说明的是，现有技术中，通过将彩膜基板或者对置基板上的黑矩阵加宽以遮挡过孔中源极或者漏极造成的漏光，但是，这种方式会造成开口率下降。由于造成漏光的光线的传播方向与阵列基板的法线方向具有夹角，光线从光源一侧传至彩膜基板或者对置基板过程中漏光区域被扩大，因此，本发明实施方式中，第一遮光结构在达到相同遮光效果的同时，第一遮光结构与设置在彩膜基板或者对置基板上以遮挡漏光的黑矩阵相比有更小的面积，故而言之，与现有技术相比，本发明实施例提供的阵列基板、阵列基板的制备方法以及液晶显示装置，在防止漏光的同时具有较高的开口率，具有更好的显示效果。

以上具体地示出和描述了本公开的示例性实施方式。应可理解的是，本发明不限于这里描述的详细结构、设置方式或实现方法；相反，本发明意图涵盖包含在所附权利要求的精神和范围内的各种修改和等效设置。