薄膜晶体管阵列基板和显示装置制造方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种薄膜晶体管阵列基板和显示装置，用以解决了现有薄膜晶体管阵列基板制作工艺复杂的问题。本实用新型实施例的薄膜晶体管阵列基板包括多个像素单元，该像素单元包括公共电极，该公共电极的图案为狭缝状，该公共电极包括条状电极和狭缝，其中，该公共电极中的条状电极能够反射射入该条状电极的光线，且该公共电极中的狭缝能够透射射入该狭缝的光线。采用本实用新型提供的阵列基板，公共电极中的条状电极还可以作为该阵列基板的反射区域，且公共电极的狭缝可以作为该阵列基板的透射区域，从而实现了半透半反特性，由于仅需一次掩膜工艺即可制作出狭缝状的公共电极，从而简化了制作工艺。
【专利说明】薄膜晶体管阵列基板和显示装置【技术领域】
[0001]本实用新型涉及液晶显示【技术领域】，尤其涉及一种薄膜晶体管阵列基板以及包括上述薄膜晶体管阵列基板的显示装置。
【背景技术】
[0002]液晶显示面板(LCD,Liquid Crystal Display Panel)具有功耗低、福射低及制造成本低等特点，已被广泛应用于各种电子设备中，如显示装置、电视、手机、数码相机等数字电子设备。液晶显示面板是被动发光器件，按照光源可以分为:反射式、透射式和半透半反式。
[0003]反射式液晶显示面板是利用液晶显示面板周围的环境光作为光源，在反射式液晶显示面板中设有用于反射环境光的反射面，反射式液晶显示面板由于自身没有背光源，其耗电量相对较低，但是在周围的环境光偏暗的情况下，画面不易观看，具有局限性。透射式液晶显示面板是在薄膜晶体管(Thin Film Transistor，TFT)阵列基板的背面设置背光源，背光源发出的光线透过液晶显示面板，以显示需要画面，由于需要提供背光源的电能，因此，透射式液晶显示面板的耗电量相对较高。 [0004]半透半反式液晶显示面板结合了透射式液晶显示面板和反射式液晶显示面板的特点，同时具备背光源和反射层，在使用时既可以利用自身的背光源发出的光线，也可以利用环境光，兼具了两者的优点，无论在强光下或是偏暗的环境下都能提供良好的观看品质。
[0005]目前，现有的半透半反式液晶显示面板在制作时，一般都是在采用掩膜工艺制作完像素电极之后，在像素电极上的部分区域再采用一次掩膜工艺制作一层反射层，以将环境光反射到液晶层中。由于在半透半反式液晶显示面板的制作过程中，增加了反射层的制作工序，使得制作工艺复杂，同时也加大了工艺难度；由于增加了掩膜板的数量，使得制作成本提闻。
实用新型内容
[0006]本实用新型实施例提供了一种薄膜晶体管阵列基板和显示装置，用以解决了现有薄膜晶体管阵列基板制作工艺复杂的问题。
[0007]本实用新型实施例提供了一种薄膜晶体管阵列基板，所述薄膜晶体管阵列基板包括多个像素单元，所述像素单元包括公共电极，所述公共电极的图案为狭缝状，所述公共电极包括条状电极和狭缝，其中，所述公共电极中的条状电极能够反射射入该条状电极的光线，且所述公共电极中的狭缝能够透射射入该狭缝的光线。
[0008]本实用新型实施例中，薄膜晶体管阵列基板包括多个像素单元，每个像素单元的公共电极的图案为狭缝状，公共电极中的条状电极能够反射射入该条状电极的光线，且公共电极中的狭缝能够透射射入该狭缝的光线。因此，该薄膜晶体管阵列基板，每个公共电极中的条状电极可以作为反射区域，该公共电极中的狭缝可以作为透射区域，从而实现了半透半反的特性，由于仅需一次掩膜工艺即可制作出狭缝状的公共电极，因此无需增加掩膜工艺，即可制作出具有半透半反特性的薄膜晶体管阵列基板，从而简化了制作工艺。
[0009]进一步，所述条状电极的材料为电阻率不高于50 Ω/cm2且具有反射功能的金属材料。
[0010]由于公共电极中的狭缝能够透射入射到该狭缝的光线，因而不会影响液晶层中液晶的正常偏转；另外，由于条状电极采用电阻较低的金属材料，增强了公共电极的充电能力，使得充电时间更短。
[0011]优选的，所述条状电极的材料为铝Al金属、或钛Ti金属。
[0012]为了使公共电极与像素电极产生均匀电场，优选的，任意两个条状电极的宽度相
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[0013]为了使公共电极与像素电极产生均匀电场，优选的，任意两个狭缝的宽度相等。
[0014]为了达到较好的反射及透射效果，所述公共电极中，所述条状电极所在区域的总面积与所述狭缝所在区域的总面积之比为3:5。
[0015]本实用新型实施例中，所述狭缝平行于所述薄膜晶体管阵列基板的栅极信号线设置；或者，
[0016]所述狭缝平行于所述薄膜晶体管阵列基板的数据信号线设置；或者，
[0017]所述狭缝的设置方向与所述薄膜晶体管阵列基板的栅极信号线的方向具有倾斜角度。
[0018]本实用新型实施例还提供了一种显示装置，其中，该显示装置包括上述任一所述的薄膜晶体管阵列基板。
【专利附图】
【附图说明】
[0019]图1A为本实用新型实施例提供的第一种公共电极的优选排布示意图；
[0020]图1B为本实用新型实施例提供的第二种公共电极的优选排布示意图；
[0021]图1C为本实用新型实施例提供的第三种公共电极的优选排布示意图；
[0022]图2A?图2G为本实用新型实施例提供的实施例一中制作薄膜晶体管阵列基板各步骤的示意图；
[0023]图3A?图3F为本实用新型实施例提供的实施例二中制作薄膜晶体管阵列基板各步骤的示意图。
【具体实施方式】
[0024]下面结合附图，对本实用新型实施例提供的薄膜晶体管阵列基板和显示装置的【具体实施方式】进行详细地说明。
[0025]本实用新型实施例提供的一种薄膜晶体管阵列基板，该薄膜晶体管阵列基板包括多个像素单元，所述像素单元包括公共电极，所述公共电极的图案为狭缝状，且所述公共电极包括条状电极和狭缝，其中，所述公共电极中的条状电极能够反射射入该条状电极的光线，且所述公共电极中的狭缝能够透射射入该狭缝的光线。
[0026]本实用新型实施例中，薄膜晶体管阵列基板包括多个像素单元，所述像素单元包括公共电极，所述公共电极的图案为狭缝状，且所述公共电极包括条状电极和狭缝，其中，所述公共电极中的条状电极能够反射射入该条状电极的光线，且所述公共电极中的狭缝能够透射射入该狭缝的光线。因此，该薄膜晶体管阵列基板中，公共电极中的条状电极还可以作为该薄膜晶体管阵列基板的反射区域，该公共电极中的狭缝可以作为该薄膜晶体管阵列基板的透射区域，从而实现了半透半反的特性，由于仅需一次掩膜工艺即可制作出狭缝状的公共电极，因此无需增加掩膜工艺，即可制作出具有半透半反特性的薄膜晶体管阵列基板，从而简化了制作工艺。
[0027]本实用新型实施例中，公共电极中的条状电极的材料为电阻率不高于50 Ω/cm2且具有反射功能的金属材料。
[0028]由于公共电极中的狭缝能够透射入射到该狭缝的光线，因而不会影响液晶层中液晶的正常偏转；另外，由于公共电极中的条状电极采用电阻较低的金属材料，增强了公共电极的充电能力，使得充电时间更短。
[0029]优选的，上述条状电极的材料为铝Al金属、或钛Ti金属。当然，条状电极也可采用其他符合上述条件的金属材料。
[0030]为了使公共电极与像素电极产生均匀电场，防止由于液晶偏转不同而造成同一亚像素的亮度不均的问题，本实用新型实施例的公共电极采用以下任一优选结构:
[0031]第一种优选结构、任意两个条状电极的宽度相等。该优选结构还可以使每个条状电极(即反射区域)反射的光线强度均匀。
[0032]第二种优选结构、任意两个狭缝的宽度相等。该优选结构还可以使每个狭缝(即透射区域)透射的光线强度均匀。
[0033]第三种优选结构、任意两个条状电极的宽度相等，且任意两个狭缝的宽度相等。该优选结构既还可以使每个条状电极(即反射区域)反射的光线强度均匀，又可以使每个狭缝(即透射区域)透射的光线强度均匀。
[0034]为了达到较好的反射及透射效果，每个公共电极中，条状电极所在区域的总面积与狭缝所在区域的总面积之比为3:5。当然，条状电极所在区域的总面积与狭缝所在区域的总面积也可以采用其他比例。
[0035]本实用新型实施例中，每个公共电极中每个狭缝可以采用以下任一方式排布:
[0036]方式一、每个狭缝平行于薄膜晶体管阵列基板的栅极信号线设置。
[0037]举例说明，以一个像素单元为例进行说明，具体参见图1A所示，该像素单元的公共电极包括多个等间距设置的狭缝，且每个狭缝平行于栅极信号线设置。
[0038]方式二、每个狭缝平行于薄膜晶体管阵列基板的数据信号线设置。
[0039]举例说明，以一个像素单元为例进行说明，具体参见图1B所示，该像素单元包括的公共电极包括多个等间距设置的狭缝，且每个狭缝平行于数据信号线设置。
[0040]方式三、每个狭缝的设置方向与薄膜晶体管阵列基板的栅极信号线的方向具有倾斜角度，如每个狭缝的设置方向与栅极信号线的方向呈45度倾斜。
[0041]举例说明，以一个像素单元为例进行说明，具体参见图1C所示，该像素单元的公共电极包括多个等间距设置的狭缝，且每个狭缝的设置方向与栅极信号线的方向具有倾斜角度，如45度角。
[0042]基于同一实用新型构思，本实用新型实施例提供的薄膜晶体管阵列基板的制备方法中，公共电极的制备包括:
[0043]通过一次构图工艺形成具有狭缝状结构的公共电极的图形，其中，该公共电极中的条状电极能够反射射入该条状电极的光线，且该公共电极中的狭缝能够透射射入该狭缝的光线。
[0044]下面以图1B所示的薄膜晶体管阵列基板的结构为例，对本实用新型实施例提供的薄膜晶体管阵列基板的制作工艺进行说明。
[0045]实施例一、参见图2A?图2G所示，其中，图2A?图2G为图1B中A-A方向的剖面结构示意图，本实施例的制作工艺包括以下几个步骤:
[0046](I)在衬底基板I上形成栅极2，如图2A所示；
[0047]具体的，在衬底基板(如玻璃glass基板)上沉积金属层(如钥Mo，铝Al等)，通过第一次光刻技术，湿法刻蚀形成栅极的图案(pattern )。
[0048](2)在形成了栅极2的衬底基板上形成栅绝缘层3以及有源层4，如图2B所示；
[0049]具体的,在形成了栅极的衬底基板上连续沉积栅绝缘层(Gate Insulator, GI)薄膜和氧化物半导体薄膜(如铟镓锌氧化物(Indium Gallium Zinc Oxide, IGZ0)等),通过第二次光刻技术，湿法刻蚀形成有源层的图案(pattern)；
[0050]其中，栅绝缘层薄膜一般为SiNx (氮化硅)、Si0x (氧化硅)或SiOxNy (氮氧化硅)的单层膜,也可以为SiNx、Si0x和SiOxNy中至少两种材料的复合膜。
[0051]需要说明的是，本步骤中，也可以采用非晶硅(a-Si)薄膜制作有源层，由于有源层的材料不会影响本实用新型实施例产生的效果，因此，本步骤不对有源层的材料进行限定。
[0052](3)在形成了有源层4的衬底基板上形成刻蚀阻挡层5，如图2C所示；
[0053]具体的，在形成了有源层的衬底基板上沉积刻蚀阻挡层薄膜(如二氧化硅SiO2等)，通过第三次光刻技术，干法刻蚀形成刻蚀阻挡层的图案(pattern)。
[0054](4)在形成了刻蚀阻挡层5的衬底基板上形成源/漏电极6，如图2D所示；
[0055]具体的，在形成了刻蚀阻挡层的衬底基板上，沉积金属薄膜(如铝Al、钛Ti等)，通过第四次光刻技术，湿法刻蚀形成源/漏极。
[0056](5)在形成了源/漏电极6的衬底基板上形成像素电极7，如图2E所示；
[0057]具体的，在形成了源/漏电极的衬底基板上，沉积透明导电薄膜(如氧化铟锡(Indium-Tin Oxide, ΙΤ0)薄膜等),通过第五次光刻技术,湿法刻蚀形成像素电极。
[0058](6)在形成了像素电极7的衬底基板上形成绝缘保护(Passivation，PVX)层8，如图2F所示；
[0059]具体的，在形成了像素电极的衬底基板上沉积PVX层薄膜(如SiN，SiO2等)，通过第六次光刻技术，干法刻蚀形成周边电路对应的PVX过孔。
[0060](7)在形成了 PVX层8的衬底基板上形成公共电极9，如图2G所示；
[0061]具体的，在形成了 PVX层的衬底基板上沉积一层电阻低且反射性能优异的金属薄膜(如铝金属、或钛金属等)，通过第七次光刻技术，湿法刻蚀形成具有狭缝(slit)结构的公共(common)电极的图案(pattern)。
[0062]本实用新型实施例采用金属材料制作公共电极，由于金属电导率比ITO要高，因此，本实用新型实施例制作的公共电极充电性能更强，充电时间更短。
[0063]本实施例中，采用7次光刻技术即可形成具有半透半反功能的TFT阵列基板结构，由于该TFT阵列基板中的公共电极采用反射性能优异的金属slit结构，因此，该公共电极中的狭缝具有透射外界光线的功能，从而不影响液晶正常偏转，且该公共电极中的条状电极具有反射外界光线的功能；另外，采用金属材料制作的公共电极具有较低的电阻，从而使公共电极的充电能力增强，充电时间更短。
[0064]实施例二、参见图3A?图3F所示，其中，图3A?图3F为图1B中A-A方向的剖面结构示意图，本实施例的制作工艺包括以下几个步骤:
[0065](I)衬底基板I上形成栅极2，如图3A所示；
[0066]具体的，在衬底基板(如玻璃glass基板)上沉积金属层(如钥Mo，铝Al等)，通过第一次光刻技术，湿法刻蚀形成栅极的图案(pattern )。
[0067](2)在形成了栅极2的衬底基板上形成栅绝缘层3、有源层4以及刻蚀阻挡层5，如图3B所示；
[0068]具体的，在形成了栅极的衬底基板上连续沉积GI层薄膜、氧化物半导体薄膜和刻蚀阻挡层薄膜，通过第二次光刻技术，干法刻蚀形成刻蚀阻挡层的图案(pattern);然后，进行阳离子注入，将非刻蚀阻挡层阻挡区域的氧化物半导体转化为导体氧化物，以形成有源层。
[0069]需要说明的是，本步骤中，也可以采用非晶硅(a-Si)薄膜制作有源层，由于有源层的材料不会影响本实用新型实施例产生的效果，因此，本步骤不对有源层的材料进行限定。
[0070](3)在形成了刻蚀阻挡层5的衬底基板上形成源/漏电极6，如图3C所示；
[0071]具体的，在形成了刻蚀阻挡层的衬底基板上，沉积金属薄膜(如铝Al、钛Ti等)，通过第三次光刻技术，湿法刻蚀连续刻蚀掉金属层和氧化物层，以形成源/漏电极；
[0072](4)在形成了源/漏电极6的衬底基板上形成像素电极7，如图3D所示；
[0073]具体的，在形成了源/漏电极的衬底基板上，沉积透明导电薄膜(如氧化铟锡(Indium-Tin Oxide, ΙΤ0)薄膜等),通过第四次光刻技术,湿法刻蚀形成像素电极。
[0074](5)在形成了像素电极7的衬底基板上形成绝缘保护(Passivation,PVX)层8,如图3E所示；
[0075]具体的，在形成了像素电极的衬底基板上沉积PVX层薄膜(如SiN，SiO2等)，通过第五次光刻技术，干法刻蚀形成周边电路对应的PVX过孔。
[0076](6)在形成了 PVX层8的衬底基板上形成公共电极9，如图3F所示；
[0077]具体的，在形成了 PVX层的衬底基板上沉积一层电阻低且反射性能优异的金属薄膜(如铝金属、或钛金属等)，通过第六次光刻技术，湿法刻蚀形成具有狭缝(slit)结构的公共(common)电极的图案(pattern)。
[0078]本实用新型实施例采用金属材料制作公共电极，由于金属电导率比ITO要高，因此，本实用新型实施例制作的公共电极充电性能更强，充电时间更短。
[0079]本实施例中，采用6次光刻技术即可形成具有半透半反功能的TFT阵列基板结构，由于该TFT阵列基板中的公共电极采用反射性能优异的金属slit结构，因此，该公共电极中的狭缝具有透射外界光线的功能，从而不影响液晶正常偏转，且该公共电极中的条状电极具有反射外界光线的功能；另外，采用金属材料制作的公共电极具有较低的电阻，从而使公共电极的充电能力增强，充电时间更短。
[0080]基于同一实用新型构思，本实用新型实施例还提供了一种包括上述薄膜晶体管阵列基板的半透半反式液晶显示面板，由于半透半反式液晶显示面板解决问题的原理与上述一种薄膜晶体管阵列基板相似，因此该液晶显示面板的实施可以参见上述一种薄膜晶体管阵列基板的实施，重复之处不再赘述。
[0081]本实用新型实施例提供的半透半反式液晶显示面板中，由于薄膜晶体管阵列基板中，每个像素单元的公共电极的图案为狭缝状，该公共电极中的条状电极能够反射射入该条状电极的光线，且该公共电极中的狭缝能够透射射入该狭缝的光线。因此，每薄膜晶体管阵列基板中，公共电极中的条状电极还可以作为该阵列基板的反射区域，能够反射外界光线；该公共电极中的狭缝可以作为该阵列基板的透射区域，能够透射外界光线加以利用。
[0082]基于同一实用新型构思，本实用新型实施例中还提供了一种包括上述薄膜晶体管阵列基板的显示装置，由于该显示装置解决问题的原理与上述一种薄膜晶体管阵列基板相似，因此该显示装置的实施可以参见上述一种薄膜晶体管阵列基板的实施，重复之处不再赘述。
[0083]本实用新型实施例提供的显示装置中，由于薄膜晶体管阵列基板中，每个像素单元包括的公共电极的图案为狭缝状，该公共电极中的条状电极能够反射射入该像素电极的光线，且该公共电极中的狭缝能够透射射入该狭缝的光线。因此，该薄膜晶体管阵列基板中，公共电极中的条状电极还可以作为该阵列基板的反射区域，能够反射外界光线；该公共电极中的狭缝可以作为该阵列基板的透射区域，能够透射外界光线加以利用。
[0084]本实用新型实施例提供的显示装置尤其适用于高级超维场开关(ADS，AdvancedSuper Dimension Switch)型液晶显示技术，当然也可以适用于其他液晶显示技术,在此不做限定。
[0085]本实用新型实施例提供的显示装置可以为:液晶显示面板、电子纸、OLED面板、手机、平板电脑、电视机、显示器、笔记本电脑、数码相框、导航仪等任何具有显示功能的产品或部件。
[0086]尽管已描述了本实用新型的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本实用新型范围的所有变更和修改。
[0087]显然，本领域的技术人员可以对本实用新型进行各种改动和变型而不脱离本实用新型的精神和范围。这样，倘若本实用新型的这些修改和变型属于本实用新型权利要求及其等同技术的范围之内，则本实用新型也意图包含这些改动和变型在内。
【权利要求】
1.一种薄膜晶体管阵列基板，所述薄膜晶体管阵列基板包括多个像素单元，所述像素单元包括公共电极，其特征在于，所述公共电极的图案为狭缝状，所述公共电极包括条状电极和狭缝，其中，所述公共电极中的条状电极能够反射射入该条状电极的光线，且所述公共电极中的狭缝能够透射射入该狭缝的光线。
2.如权利要求1所述的薄膜晶体管阵列基板，其特征在于，所述条状电极电极的材料为铝金属、或钛金属。
3.如权利要求1所述的薄膜晶体管阵列基板，其特征在于，任意两个条状电极的宽度相等。
4.如权利要求3所述的薄膜晶体管阵列基板，其特征在于，任意两个狭缝的宽度相等。
5.如权利要求1所述的薄膜晶体管阵列基板，其特征在于，在所述公共电极中，所述条状电极所在区域的总面积与所述狭缝区域所在区域的总面积之比为3:5。
6.如权利要求1所述的薄膜晶体管阵列基板，其特征在于， 所述狭缝平行于所述薄膜晶体管阵列基板的栅极信号线设置；或者， 所述狭缝平行于所述薄膜晶体管阵列基板的数据信号线设置；或者， 所述狭缝的设置方向与所述薄膜晶体管阵列基板的栅极信号线的方向具有倾斜角度。
7.—种显示装置，其特征在于，所述显示装置包括如权利要求1?6任一项所述的薄膜晶体管阵列基板。
【文档编号】G02F1/1362GK203658713SQ201420012417
【公开日】2014年6月18日 申请日期:2014年1月8日 优先权日:2014年1月8日
【发明者】张家祥, 郭建, 姜晓辉, 阎长江 申请人:北京京东方光电科技有限公司, 京东方科技集团股份有限公司