像素阵列和制作方法、以及显示装置制造方法
【专利摘要】本发明公开了像素阵列和制作方法、以及显示装置。该像素阵列包括：提供一基板，其上依次形成有：第一金属层、栅极绝缘层、半导体层、第二金属层，其中，第二金属层形成数据线的第一区域以及形成第一像素电极的第二区域，所述第一区域使用至少两金属合金层，所述第二区域使用单金属层。该像素阵列的制造方法包括：采用两张二进制的掩膜板，或者一张三进制的掩膜板分别实现第二金属层第一区域为金属合金叠层结构以及第二区域为单层金属结构。通过本发明不仅可以实现像素开口率最大化，还可以增强存储电容，实现电润湿显示的稳定性。
【专利说明】像素阵列和制作方法、以及显示装置
【技术领域】
[0001]本发明涉及显示【技术领域】，尤其涉及一种像素阵列和制作方法、以及显示装置。
【背景技术】
[0002]电润湿(Electro wetting)显示技术利用油与水界面固有的自然力以及为利用这些力量而开发出的显示技术。具体是通过施加电压来调整染色油滴等疏水颜料疏水性表面的水合性，使染色油滴在不加电压时均匀扩散在像素内，在施加电压后被迅速推送到像素边缘，从而实现彩色灰阶显示。
[0003]作为一种反射式显示技术，电润湿显示器的光反射效率超过50%，因此，亮度比一般的被动显示装置高两倍，在强阳光下仍可观看。同时，电润湿显示器无需偏光片、无需极化，没有视角范围限制，所有可视角度皆表现稳定。另外，由于无需背光照明，所以可以大幅度降低功耗。另外与一般的无需背光的显示装置，如电子纸相比，电润湿显示器的优势是响应速度更快。
[0004]传统电润湿显示器的制造方法包括:提供一基板，其上至少依次形成有第一金属层Ml (GE)，半导体层(AS)，第二金属层M2 (SD)，PAS保护层(CH)，平坦层(ORG)，ITO透明电极层，反射金属层M3，多层结构(MBL)，疏水层(FB)以及亲水性隔离层形成像素挡水墙(pixel wall)等。
[0005]为了使存储电容Cst最大化以及使像素的开口率最大化，由第二金属层形成的金属像素电极需布满整个像素的开口区，与由第一金属层形成的公共电极重叠，形成电容值较大的平行板电容Cst。第二金属层的常用材料组合为Mo/Al/Mo或者为Al合金材料，当在第二金属层上方的保护层PAS形成接触孔后，ITO透明电极与由第二金属层形成的金属像素电极中的Mo或Al合金导通，使ITO透明电极与金属像素电极形成等电位。
[0006]现有制作工艺制作的像素阵列，在像素开口区域内，容易导致保护层形成的接触孔区域与下面的第二金属层之间形成逆向倒角，造成ITO透明电极在逆向倒角处发生断裂，像素电极的电压不能正常地传输到ITO透明电极，从而会减小像素区的存储电容大小，影响电润湿显示装置显示的稳定性。
【发明内容】
[0007]有鉴于此，为了解决现有技术中的上述或其他不足，本发明主要目的在于提供一种像素阵列和制作方法、以及显示装置，利用本发明提供的像素阵列的制造方法能够保证金属像素电极与ITO透明像素电极之间的有效导通，增加像素的存储电容，使得显示装置的显示稳定性得到了很大的提升。
[0008]为实现上述的目的，本发明一方面提出了一种像素阵列，包括:提供一基板，其上依次形成有:第一金属层、栅极绝缘层、半导体层、第二金属层，其中，第二金属层形成数据线的第一区域以及形成第一像素电极的第二区域，所述第一区域使用至少两金属合金层，所述第二区域使用单金属层。
[0009]进一步地，所述第二金属上还形成有保护层；透明电极层；一亲水性隔离层，用于定义多个像素区域。
[0010]进一步地，所述第一金属层至少形成有扫描线，公共电极；所述第二金属层至少形成有数据线、第一像素电极；所述透明电极层至少形成有第二像素电极，所述第二像素电极通过接触孔与所述第一像素电极电连接；其中，所述接触孔形成在所述像素区域内。
[0011]进一步地，所述两金属合金层的材料为Al和Ti，所述单金属层的材料为Ti。
[0012]本发明另一方面提出了一种显示装置，包括:一基板，其上形成有上述像素阵列；一对置基板，以及夹设在所述基板与所述对置基板间的一极性溶液层与非极性溶液的显示介质层。
[0013]本发明又一方面提出了一种像素阵列的制作方法，具体包括以下步骤:提供一基板，其上依次形成有:第一金属层、栅极绝缘层、半导体层、第二金属层，其中，第二金属层通过两次曝光两次蚀刻形成数据线的第一区域以及形成第一像素电极的第二区域，所述第一区域使用至少两种金属合金材料，所述第二区域使用单层金属材料。
[0014]进一步地,所述金属合金材料为Al和Ti,所述单层金属材料为Ti。
[0015]本发明再一方面提出了一种像素阵列的制作方法，具体包括以下步骤:提供一基板，其上依次形成有:第一金属层、栅极绝缘层、半导体层、第二金属层，其中，第二金属层通过一次曝光两次蚀刻形成数据线的第一区域以及形成第一像素电极的第二区域，所述第一区域使用至少两种金属合金材料，所述第二区域使用单层金属材料。
[0016]进一步地，进行一次曝光中使用的是灰阶光罩，所述灰阶光罩区域对所述第二区域。
[0017]进一步地,所述金属合金材料为Al和Ti,所述单层金属材料为Ti。
[0018]本发明与现有技术相比，其优点在于:本发明提供的像素阵列和制作方法、以及显示装置，不仅可以实现像素开口率最大化，还可以增强存储电容，实现电润湿显示的稳定性。
【专利附图】
【附图说明】
[0019]图1为示意性示出本发明像素阵列中一像素的平面结构示意图；
[0020]图2为示意性示出本发明图1中沿A-A’方向的剖面示意图；
[0021]图3A为为示意性示出本发明一实施例像素阵列制作方法中一次光刻过程示意图；
[0022]图3B为为示意性示出本发明上述实施例像素阵列制作方法中二次光刻过程示意图；
[0023]图4为为示意性示出本发明另一实施例像素阵列制作方法中一次光刻过程示意图。
【具体实施方式】
[0024]在以下描述中，为了解释说明，提出许多具体的细节以提供对本发明的全面理解。但是显然，本发明能够实现为不具有这些具体细节。在其他情况中，已知结构和设备以框图形式示出，以避免不必要的对本发明的误解。
[0025]图1为示意性示出本发明像素阵列中一像素的平面结构示意图。如图1所示，为使存储电容Cst最大化以及使像素的开口率最大化，由第二金属层形成的金属像素电极35需布满整个像素的开口区，与由第一金属层形成的公共电极32重叠，形成电容值较大的平行板电容Cst。第二金属层的常用材料组合为Mo/Al/Mo或者为Al合金材料，当在第二金属层上方的钝化层PAS挖出接触孔36后，ITO透明电极37与由第二金属层形成的金属像素电极35中的Mo或Al合金导通，使ITO透明电极37与金属像素电极35形成等电位。
[0026]举例来说，当第二金属层为Ti/Al结构的时候，当在第二金属层上方的钝化层PAS挖出接触孔36后，位于钝化层PAS和Ti金属之间的Al金属往往被刻蚀的更快、更多，导致钝化层与下面的Al金属层之间形成逆向倒角，造成ITO透明电极37在逆向倒角处发生断裂，金属像素电极的电压不能正常地传输到ITO透明电极37。如果将金属像素电极35在开口区做成图形，就会减小像素区的存储电容大小，影响电润湿显示的稳定性。
[0027]图2为示意性示出本发明图1中沿A-A，方向的剖面示意图。为了解决上述技术问题，结合参考图1和图2，本发明提供一像素阵列，包括:提供一基板50，其上依次形成有:第一金属层52、栅极绝缘层和半导体层53、第二金属层55，其中，第二金属层形成数据线34的第一区域A以及形成金属像素电极35的第二区域B，所述第一区域A使用至少两金属合金层55a、55b,所述第二区域B使用单金属层55b。优选地,所述金属合金材料55a、55b为Al和Ti，所述单层金属材料55b为Ti。
[0028]在实际的使用中，所述第二金属上还形成有保护层57 ;透明电极层37，优选地为ITO透明电极；一亲水性隔离层38，用于定义多个像素区域。
[0029]进一步地，所述第一金属层52至少形成有扫描线31，公共电极32 ;所述第二金属层至少形成有数据线34、金属像素电极35 ;所述透明电极层37至少形成有透明像素电极，所述透明像素电极通过接触孔36与所述金属像素电极35电连接；还包括所述扫描线31作为栅极、数据线34的沿所述扫描线方向的延长线作为源极以及所述金属像素电极35的作为漏极形成的薄膜晶体管33 ;其中，所述接触孔36形成在所述像素区域内。
[0030]本发明另一方面提出了一种显示装置，包括:一基板，其上形成有上述像素阵列；一对置基板，以及夹设在所述基板与所述对置基板间的一极性溶液层与非极性溶液的显示介质层。优选地，所述基板为阵列基板，所述对置基板为彩色滤光片，所述非极性溶液为带有显示色彩染料。
[0031]为解决上述技术问题，本发明再提出了上述像素阵列的制造方法，包括:
[0032]采用两张二进制的掩膜板，使用第一张二进制的掩膜板，经过第一次曝光刻蚀工艺，在第二金属层55上形成对应数据线34的图案和对应金属像素电极35的图案。再使用第二张二进制的掩膜板，进行第二次曝光刻蚀工艺，去掉金属像素电极35上的Al金属层。通过所述的两次曝光刻蚀工艺，使数据线34上的第二金属层形成Ti/Al结构，使开口区的金属像素电极35形成单层的Ti结构。
[0033]采用一张三进制的掩膜板，进行一次曝光显影工艺和两次刻蚀工艺，使数据线上的第二金属层形成Ti/Al结构，使开口区的金属像素电极形成单层的Ti结构。
[0034]为让本发明的上述和其它目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举优选实施例，并配合附图作详细说明如下。
[0035]实施例1
[0036]图3A为示意性示出本发明一实施例像素阵列制作方法中一次光刻过程示意图；图3B为示意性示出本发明上述实施例像素阵列制作方法中二次光刻过程示意图。如图3A、3B所示，本发明实施例1提出了一种像素阵列的制作方法，具体包括以下步骤:提供一基板50,其上依次形成有:第一金属层、栅极绝缘层和半导体层53、第二金属层55,其中,第二金属层55通过两次曝光两次蚀刻形成数据线的第一区域A以及形成第一像素电极的第二区域B。具体地，所述制作方法使用物理气相沉积PVD技术连续进行Ti金属和Al金属的成膜，形成第二金属层55。然后,米用第一掩膜10进行第一次曝光刻蚀工艺,在第二金属层55上形成第一区域A对应第一区域A对应数据线的图案和第二区域B对应的金属像素电极的图案。然后，利用第二掩膜10’再进行第二次曝光刻蚀工艺，去掉金属像素电极上的Al金属层。其中，第一、二掩膜10,10’为三进制的掩膜板。
[0037]通过所述的两次曝光刻蚀工艺，使第一区域A的第二金属层55形成两金属合金层55a、55b,使第二区域B对应的金属像素电极形成单层金属55b。优选地,所述的两金属合金层55a、55b采用Ti/Al合金材料，所述单层金属55b采用Ti结构。
[0038]本发明实施例一提供的像素阵列工艺流程，与传统的阵列基板的工艺流程相比，实施例一的工艺流程在第二金属层的处理过程中增加了一次曝光工艺和一次刻蚀工艺。从而能够保证金属像素电极与ITO透明像素电极之间的有效导通，可增加像素的存储电容，使得显示装置的显示稳定性得到了很大的提升。
[0039]实施例2
[0040]图4为示意性示出本发明另一实施例像素阵列制作方法中一次光刻过程示意图。如图4所示，本发明实施例2提出了一种像素阵列的制作方法，具体包括以下步骤:提供一基板50,其上依次形成有:第一金属层、栅极绝缘层和半导体层53、第二金属层55,其中，第二金属层55通过一次曝光两次蚀刻形成数据线的第一区域A以及形成第一像素电极的第二区域B。
[0041]具体地，所述制作方法使用物理气相沉积PVD技术连续进行Ti金属和Al金属的成膜，形成第二金属层。然后，采用灰阶第三掩膜20—次曝光显影工艺和两次刻蚀工艺，使第一区域A的数据线上的第二金属层形成Ti/Al结构，使开口区的金属像素电极形成单层的Ti结构。其中，第三掩膜为三进制的掩膜板。
[0042]图4为为示意性示出本发明另一实施例像素阵列制作方法中一次光刻过程示意图。与传统的阵列基板的工艺流程相比，实施例2的工艺流程在第二金属层的处理过程中增加了一次刻蚀工艺。从而能够保证金属像素电极与ITO透明电极之间的有效导通，可增加像素的存储电容，使得显示装置的显示稳定性得到了很大的提升。
[0043]本领域技术人员应该理解的是，本发明所公开的像素阵列除了包括于本发明的电润湿显示装置以外，还可以包括于其他需要增加开口率和存储电容的其他显示装置中，同时，上述金属合金层以及单金属层除了选用Ti/Al和Al以外，也可以替换为有相同性质的其他金属或金属合金。
[0044]以上详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种等同变换，这些等同变换均属于本发明的保护范围。
【权利要求】
1.一种像素阵列，包括:提供一基板，其上依次形成有:第一金属层、栅极绝缘层、半导体层、第二金属层，其中，第二金属层形成数据线的第一区域以及形成第一像素电极的第二区域，所述第一区域使用至少两金属合金层，所述第二区域使用单金属层。
2.根据权利要求1所述像素阵列，其特征在于:所述第二金属上还形成有保护层；透明电极层；一亲水性隔离层，用于定义多个像素区域。
3.根据权利要求2所述像素阵列，其特征在于:所述第一金属层至少形成有扫描线，公共电极；所述第二金属层至少形成有数据线、第一像素电极；所述透明电极层至少形成有第二像素电极，所述第二像素电极通过接触孔与所述第一像素电极电连接；其中，所述接触孔形成在所述像素区域内。
4.根据权利要求1所述像素阵列，其特征在于:所述两金属合金层的材料为Al和Ti，所述单金属层的材料为Ti。
5.一种显示装置，包括:一基板，其上形成有如权利要求1-4任一项所述的像素阵列；一对置基板，以及夹设在所述基板与所述对置基板间的一极性溶液层与非极性溶液的显示介质层。
6.一种像素阵列的制作方法，具体包括以下步骤: 提供一基板，其上依次形成有:第一金属层、栅极绝缘层、半导体层、第二金属层，其中，第二金属层通过两次曝光两次蚀刻形成数据线的第一区域以及形成第一像素电极的第二区域，所述第一区域使用至少两种金属合金材料，所述第二区域使用单层金属材料。
7.根据权利要求6所述像素阵列的制作方法，其特征在于:所述金属合金材料为Al和Ti，所述单层金属材料为Ti。
8.一种像素阵列的制作方法，具体包括以下步骤: 提供一基板，其上依次形成有:第一金属层、栅极绝缘层、半导体层、第二金属层，其中，第二金属层通过一次曝光两次蚀刻形成数据线的第一区域以及形成第一像素电极的第二区域，所述第一区域使用至少两种金属合金材料，所述第二区域使用单层金属材料。
9.根据权利要求8所述像素阵列的制作方法，其特征在于:进行一次曝光中使用的是灰阶光罩，所述灰阶光罩区域对所述第二区域。
10.根据权利要求8或9所述像素阵列的制作方法，其特征在于:所述金属合金材料为Al和Ti，所述单层金属材料为Ti。
【文档编号】G02B26/00GK104459992SQ201410840772
【公开日】2015年3月25日 申请日期:2014年12月30日 优先权日:2014年12月30日
【发明者】时陶, 洪孟锋 申请人:南京中电熊猫液晶显示科技有限公司