阵列基板、阵列基板的制备方法和液晶面板与流程

文档序号:12886546阅读:107来源:国知局

本发明涉及液晶显示技术,具体地涉及一种阵列基板、阵列基板的制备方法和液晶面板。



背景技术:

在平板显示器中,薄膜晶体管液晶显示器(thinfilmtransistorliquidcrystaldisplay,tft-lcd)具有体积小、无辐射和制造成本相对较低等特点,在当前的平板显示器市场占据了主导地位。tft-lcd通常包括液晶面板和背光模组(也可称为背光源)。液晶面板本身并不发光,它显示图形或字符是它对光线调制的结果。背光模组为tft-lcd的关键零组件之一,是位于薄膜晶体管液晶显示器背后的一种光源,能够为液晶面板提供均匀、高亮度的光源,使tft-lcd能正常显示影像。背光模组主要由光源、导光板、光学用膜片和塑胶框等组成。背光源具有亮度高,寿命长、发光均匀等特点,而背光模组的发光效果将直接影响到薄膜晶体管液晶显示器的视觉效果。

现有的液晶面板主要包括相对设置的阵列基板、彩膜基板以及设置于所述阵列基板和所述彩膜基板之间的液晶层。由于受被动发光方式的制约,tft-lcd的功耗尤其是大尺寸的tft-lcd的功耗比较高。阵列基板的扫描线一般采用铝钕/钼(alnd/mo)复合材料制作,其本身不能被光所透过,因此背光源在向外界传输的能量的损耗除了在穿透偏光片和液晶材料中损失掉,还有很大一部分光被阵列基板的扫描线、栅极遮挡并吸收掉,因此大大降低了背光的利用效率,由此增加了tft-lcd的功耗。



技术实现要素:

本发明的目的是为了克服现有技术存在的由于阵列基板中的栅极吸收光而使得背光源的利用效率较低的问题,提供一种阵列基板,该阵列基板能够将经过栅极的光反射回去,从而提高了背光源的利用效率。

为了实现上述目的,本发明一方面提供一种阵列基板,所述阵列基板包括衬底基板、形成于所述衬底基板上的以阵列形式分布的多个像素单元,每个所述像素单元包括薄膜晶体管开关,其中,所述薄膜晶体管开关包括形成于所述衬底基板上的栅极,所述栅极包括形成于所述衬底基板上的第一反光层。

优选地,所述栅极包括形成于所述第一反光层上方的第一透明导电层。

优选地,所述第一反光层由反光金属材料制备形成,所述反光金属材料选自al和ag中的一种,和/或所述第一透明导电层由金属氧化物制备形成,所述金属氧化物选自ito和igzo中的一种。

优选地,所述第一反光层的厚度为100nm-350nm,并且/或者,所述第一透明导电层的厚度为10nm-100nm。

优选地,所述薄膜晶体管开关包括依次形成于所述栅极上方的栅绝缘层、半导体层、源漏电极层和钝化保护层。

优选地,所述源漏电极层包括间隔设置于所述半导体层的表面的源极和漏极。

优选地,每个所述像素单元包括存储电容部,所述存储电容部包括依次形成于所述衬底基板上的存储电容下极板、电介质层以及穿过设置于所述钝化保护层表面的通孔与所述漏极电气连接的像素电极层。

优选地,所述存储电容下极板包括形成于所述衬底基板上的第二反光层。

优选地,所述存储电容下极板包括形成于所述第二反光层的上方的第二透明导电层。

优选地,所述第二反光层由反光金属材料制备形成,所述反光金属材料选自al和ag中的一种,和/或所述第二透明导电层由金属氧化物制备形成,所述金属氧化物选自ito和igzo中的一种。

优选地,所述电介质层包括依次形成于所述存储电容下极板上方的绝缘层和保护层,所述绝缘层与所述栅绝缘层形成一体结构,所述保护层与所述钝化保护层形成一体结构。

在上述技术方案中,通过在所述衬底基板上设置含有所述第一反光层的所述栅极,从而使得由背光源发出的光经过所述阵列基板时,所述栅极能够将经过自身的光反射回去,这样,当将该阵列基板应用于液晶面板中时,能够提高背光源的利用效率,同时降低液晶面板的显示功耗。另外,由于能够将经过所述阵列基板的栅极的部分光反射回去,这样减少了光照对所述阵列基板的电学特性的影响,由此大大降低了所述阵列基板因受到光照影响而产生较大漏电流的几率。

本发明第二面提供一种阵列基板的制备方法,所述阵列基板的制备方法包括以下步骤:

s10、在衬底基板上依次沉积第一材料和透明导电材料并构图形成能够反光的栅极和存储电容下极板;

s20、在所述栅极的表面依次沉积第二材料和第三材料并构图形成栅绝缘层、绝缘层、半导体层,其中,所述绝缘层与所述栅绝缘层同时形成且均由所述第二材料沉积并构图形成;

s30、在所述半导体层的表面沉积第四材料并构图形成源漏电极层,其中,所述源漏电极层包括源极和漏极;

s40、在所述源漏电极层的表面沉积第五材料并构图形成钝化保护层和保护层,其中,所述保护层与所述钝化保护层同时形成且均由所述第五材料沉积并构图形成,所述钝化保护层的表面形成与所述漏极相通的通孔;

s50、在所述保护层上沉积第六材料并构图形成像素电极层,所述像素电极层穿过所述通孔与所述漏极电气连接。

本发明提供的阵列基板的制备方法中,使用了较少次数的掩膜版,使得整个制备过程较为简单,便于操作,大大降低了生产成本。

优选地,所述第一材料选自al和ag中的一种;所述透明导电材料包括ito;所述第二材料包括氮化硅和/或氧化硅;所述第三材料包括α-si;所述第四材料为依次沉积于所述半导体层的表面的mo、al、mo;所述第五材料包括氮化硅和/或氧化硅;所述第六材料包括ito。

本发明第三方面提供一种液晶面板,所述液晶面板包括相对且间隔设置的阵列基板和彩膜基板,所述液晶面板还包括位于所述阵列基板和所述彩膜基板之间的液晶,其中,所述阵列基板为本发明所提供的阵列基板或由本发明所提供的阵列基板的制备方法制备得到的阵列基板。将本发明所提供的阵列基板或由本发明所提供的阵列基板的制备方法制备得到的阵列基板应用于所述液晶面板中,能够使得经过所述阵列基板的栅极的光被反射回去,这样,提高了背光源的利用效率,同时降低了所述液晶面板的显示功耗。

附图说明

图1是本发明优选实施方式的阵列基板的剖面结构示意图。

附图标记说明

1-衬底基板;2-像素单元;20-薄膜晶体管开关;200-栅极;200a-第一反光层;200b-第一透明导电层;201-栅绝缘层;202-半导体层;203-源漏电极层;203a-源极;203b-漏极;204-钝化保护层;21-存储电容部;210-像素电极层;211-存储电容下极板;211a-第二反光层;211b-第二透明导电层;212-电介质层;212a-绝缘层;212b-保护层。

具体实施方式

在本发明中,在未作相反说明的情况下,使用的方位词如“上、下、左、右”通常是指结合附图中所示的方位和实际应用中的方位理解。

本发明提供了一种阵列基板,所述阵列基板包括衬底基板1、形成于衬底基板1上的以阵列形式分布的多个像素单元2,每个像素单元2包括薄膜晶体管开关20,其中,薄膜晶体管开关20包括形成于衬底基板1上的栅极200,栅极200包括形成于衬底基板1上的第一反光层200a,栅极200能够将经过栅极200自身的光反射回去。通过在衬底基板1上设置含有第一反光层200a的栅极200,从而使得由背光源发出的光经过所述阵列基板时,栅极200能够将经过自身的光反射回去,这样,当将该阵列基板应用于液晶面板中时,能够提高背光源的利用效率,同时降低液晶面板的显示功耗。另外,由于能够将经过所述阵列基板的栅极的光反射回去,这样减少了光照对所述阵列基板的电学特性的影响,由此大大降低了所述阵列基板因受到光照影响而产生较大漏电流的几率。需要说明的是,衬底基板1是透明的,衬底基板1上形成有横纵交叉的数据线和扫描线,所述横纵交叉的数据线和扫描线限定多个以阵列形式分布的区域以分别容纳相应的像素单元2,每个区域基本分为两部分,其中一个部分区域中形成有薄膜晶体管开关20,另一个部分区域中形成有发光显示部,光能够透过发光显示部以被看到从而进行有效显示,可以明白的是,栅极200可与相应的所述扫描线相连。至于发光显示部的优选结构将在下面的内容中进行介绍。另外,每个区域中还形成有存储电容区域以在该区域中形成存储电容部21,至于存储电容部21的优选结构将在下面的内容中进行详细的介绍,此处不再赘述。

如图1中所示,薄膜晶体管开关20可包括依次形成于栅极200上方的栅绝缘层201、半导体层202、源漏电极层203和钝化保护层204,其中,钝化保护层204用于保护所述阵列基板的电学特性。至于形成各层的材料的种类并不受到具体的限制,只要满足各层所需的功能即可。优选地,钝化保护层204可由氮化硅和/或氧化硅制备形成,栅绝缘层201可由氮化硅和/或氧化硅制备形成,半导体层202可由α-si制备形成,源漏电极层203可通过在半导体层202表面依次沉积mo、al、mo制备形成,也就是说,源漏电极层203由依次沉积于半导体层202表面的mo金属层、al金属层和mo金属层构成,钝化保护层204可由氮化硅和/或氧化硅制备形成。

进一步地,源漏电极层203包括间隔设置于半导体层202的表面的源极203a和漏极203b,其中,源极203a与相应的所述数据线相连。

其中,第一反光层200a可由反光金属材料制备形成,至于形成第一反光层200a的反光金属材料的种类并不受到具体的限制,只要保证第一反光层200a能够反射光即可。优选地,所述反光金属材料可选用al和ag中的一种,此外,第一反光层200a的厚度优选为100nm-350nm,这样,不仅使得第一反光层200a具有合理的厚度,而且第一反光层200a能够进行有效的反光。进一步地,第一反光层200a的厚度优选为150nm-300nm,更进一步地,第一反光层200a的厚度优选为180nm-250nm。

为了保护第一反光层200a,可在第一反光层200a的上方设置第一透明导电层200b,其中,第一透明导电层200b可由金属氧化物制备形成,所述金属氧化物可选用ito和igzo中的一种,另外,为了既不影响第一反光层200a的功能作用并且又能够有效保护第一反光层200a,第一透明导电层200b的厚度优选为10nm-100nm。进一步地,第一透明导电层200b的厚度优选为20nm-80nm,更进一步地,第一透明导电层200b的厚度优选为30nm-50nm。

如图1中所示,每个像素单元2包括存储电容部21,存储电容部21可包括依次形成于衬底基板1上的存储电容下极板211、电介质层212以及穿过设置于钝化保护层204表面的通孔与漏极203b电气连接的像素电极层210。可以理解的是,源极203a与相应的数据线连通,所述数据线能够将数据信号传输给对应的薄膜晶体管开关20的源极203a;栅极200与扫描线连通,所述扫描线能够将扫描信号传输给对应的薄膜晶体管开关20的栅极200;漏极203b与像素电极层210连通,根据所述扫描信号控制是否将所述数据信号传输给对应的像素电极层210。需要说明的是,像素电极层210此处可被当作是存储电容上极板,与存储电容下极板211以及电介质层212共同构成了电容器,这样,当显示屏进行有效显示时所述电容器能够保持画面,直到下一个画面覆盖。

优选地,存储电容下极板211可包括形成于衬底基板1上的第二反光层211a,第二反光层211a能够将经过自身的光反射回去,进一步提高了背光源的利用效率,进一步降低了显示功耗,可以理解的是,存储电容下极板211只占用相应的像素单元的很小一部分面积。第二反光层211a可由反光金属材料制备形成,至于所述反光金属材料的种类并不受到具体的限制,只要使得第二反光层211a反光即可,优选地,所述反光金属材料可选用al和ag中的一种。在制备所述阵列基板的过程中,第二反光层211a与第一反光层200a可同时被沉积并构图形成,具体的制备过程将在下面的制备方法中进行阐述,此处不再一一赘述。

进一步地,存储电容下极板211可包括形成于第二反光层211a的上方的第二透明导电层211b以保护第二反光层211a。其中,第二透明导电层211b可由金属氧化物制备形成,优选地,所述金属氧化物可选用ito和igzo中的一种。同样的,第二透明导电层211b优选与第一透明导电层200b被同时沉积并构图形成,这将在下面的内容中进行阐述,此处不再赘述。

另外,电介质层212可包括依次形成于存储电容下极板211上方的绝缘层212a和保护层212b,绝缘层212a与栅绝缘层201形成一体结构,保护层212b与钝化保护层204形成一体结构,可以理解的是,栅绝缘层201可延伸至存储电容区域以构成绝缘层212a,同样的,钝化保护层204可延伸至存储电容区域以构成保护层212b。当制备所述阵列基板时,绝缘层212a可与栅绝缘层201一同沉积并构图形成,也就是说,绝缘层212a与栅绝缘层201同时形成并且绝缘层212a与栅绝缘层201由同一种材料沉积并构图形成,保护层212b可与钝化保护层204一同沉积并构图形成,也就是说,保护层212b可与钝化保护层204同时形成并且保护层212b可与钝化保护层204由同一种材料沉积并构图形成。另外,至于形成绝缘层212a和钝化保护层204的材料可相应的参见前述内容的形成栅绝缘层201和钝化保护层204的材料,此次不再赘述。

每个像素单元2包括发光显示部,所述发光显示部包括依次形成于衬底基板1上的电介质层和像素电极层,其中,所述像素电极层穿过设置于钝化保护层204表面的通孔与漏极203b电气连接。进一步地,所述电介质层优选包括依次形成于衬底基板1上的绝缘层和保护层。需要说明的是,所述发光显示部中所形成的绝缘层、保护层以及像素电极层与前述提到的绝缘层212a、保护层212b和像素电极层210的形成材料一样,并且可同时沉积形成,此处不再赘述。

本发明还提供了一种阵列基板的制备方法,所述阵列基板的制备方法包括以下五个步骤。

步骤s10、在衬底基板1上依次沉积第一材料和透明导电材料并构图形成能够反光的栅极200和存储电容下极板211,栅极200包括依次形成于衬底基板1上的第一材料层即第一反光层200a和透明导电材料层,存储电容下极板211也包括依次形成于衬底基板1上的第一材料层即第二反光层211a和透明导电材料层,另外,还使得衬底基板1上形成了多个扫描线,每个所述扫描线包括第一材料层和透明导电材料层。其中,所述第一材料层的厚度可为100nm-350nm,进一步地,所述第一材料层的厚度优选为150nm-300nm,更进一步地,所述第一材料层的厚度优选为180nm-250nm;所述透明导电材料层的厚度优选为10nm-100nm,进一步地,所述透明导电材料层的厚度优选为20nm-80nm,更进一步地,所述透明导电材料层的厚度优选为30nm-50nm。优选地,所述第一材料可选用al和ag中的一种,另外,所述透明导电材料可选用ito。

在上述步骤s10中,可优选通过物理溅镀的方式将所述第一材料和所述透明导电材料依次沉积于衬底基板1的表面,然后通过光刻工艺定义相关图案,之后进行刻蚀,最终使得衬底基板1上的每个像素单元2的相应的区域中形成栅极200和存储电容下极板211,并在衬底基板1的相应的区域中形成多个扫描线。

步骤s20、在栅极200的表面依次沉积第二材料和第三材料并构图形成栅绝缘层201、绝缘层212a、半导体层202,其中,绝缘层212a与栅绝缘层201同时形成且均由所述第二材料沉积并构图形成,也就是说,绝缘层212a与栅绝缘层201共同被沉积形成。栅绝缘层201以及半导体层202的厚度可根据实际需求进行选择,并不受到具体的限制。由于绝缘层212a与栅绝缘层201共同被沉积形成,绝缘层212a的厚度与栅绝缘层201的厚度相同。其中,所述第二材料可选用氮化硅和/或氧化硅;所述第三材料可选用α-si。

在上述步骤s20中,可优选通过气相沉积的方式将所述第二材料和所述第三材料依次沉积于栅极200的表面,然后通过光刻工艺定义相关图案,之后进行刻蚀,最终使得栅极200上形成栅绝缘层201和半导体层202,其中,栅绝缘层201延伸至存储电容区域以构成绝缘层212a。

步骤s30、在半导体层202的表面沉积第四材料并构图形成源漏电极层203,此外,还形成了多条数据线,多个数据线与多条扫描线横纵交叉以形成阵列分布的区域,其中,源漏电极层203包括源极203a和漏极203b,源极203a和漏极203b间隔分布于半导体层202的表面,源极203a与相应的数据线相连。优选地,所述第四材料为依次沉积于半导体层202的表面的mo、al、mo,也就是说,首先在半导体层202的表面沉积金属材料mo形成mo金属层,之后,沉积金属材料al形成al金属层,然后再沉积金属材料mo形成mo金属层。。

在上述步骤s30中,可优选通过物理溅镀的方式将所述第四材料沉积于半导体层202的表面,然后通过光刻工艺定义相关图案,之后进行刻蚀,最终使得半导体层202上形成源漏电极层203,并在衬底基板1上的相应的区域形成多条数据线。

步骤s40、在源漏电极层203的表面上沉积第五材料并构图形成钝化保护层204和保护层212b,其中,保护层212b与钝化保护层204同时形成且均由所述第五材料沉积并构图形成,也就是说,保护层212b与钝化保护层204共同被沉积形成,钝化保护层204的表面形成与漏极203b相通的通孔以便于使得像素电极层210穿过并与漏极203b电气连接。需要指出的是,钝化保护层204的厚度可根据实际需求进行选择,并不受到具体的限制。由于保护层212b与钝化保护层204共同被沉积形成,保护层212b的厚度与钝化保护层204的厚度相同。另外,所述第五材料可选用氮化硅和/或氧化硅。

在上述步骤s40中,可优选通过气相沉积的方式将所述第五材料沉积于源漏电极层203的表面,然后通过光刻工艺定义相关图案,之后进行刻蚀,最终使得源漏电极层203上形成钝化保护层204,钝化保护层204延伸至存储电容区域以构成保护层212b。

步骤s50、在保护层212b上沉积第六材料并构图形成像素电极层210,,由于钝化保护层204可延伸至存储电容区域以构成保护层212b,也可以认为,在钝化保护层204上沉积第六材料并构图形成像素电极层210,像素电极层210穿过所述通孔与漏极203b电气连接。需要指出的是,可根据实际需求设定像素电极层210的厚度。其中,所述第六材料可选用ito。

在上述步骤s50中,可优选通过物理溅镀的方式将所述第六材料沉积于保护层212b也就是钝化保护层204的表面,然后通过光刻工艺定义相关图案,之后进行刻蚀,最终使得保护层212b上形成像素电极层210。

本发明提供的阵列基板的制备方法中,使用了较少次数的掩膜版,使得整个制备过程较为简单,便于操作,大大降低了生产成本。另外,需要指出的是,上述阵列基板的制备方法尤其适用于制备本发明所提供的阵列基板。

本发明还提供了一种液晶面板,所述液晶面板包括相对且间隔设置的阵列基板和彩膜基板,所述液晶面板还包括位于所述阵列基板和所述彩膜基板之间的液晶,其中,所述阵列基板为本发明所提供的阵列基板或由本发明所提供的阵列基板的制备方法制备得到的阵列基板。将本发明所提供的阵列基板或由本发明所提供的阵列基板的制备方法制备得到的阵列基板应用于所述液晶面板中,能够使得经过所述阵列基板的栅极200的光被反射回去,这样,提高了背光源的利用效率,同时降低了所述液晶面板的显示功耗。

以上结合附图详细描述了本发明的优选实施方式,但是,本发明并不限于此。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简单变型,包括各个具体技术特征以任何合适的方式进行组合。为了避免不必要的重复,本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。但这些简单变型和组合同样应当视为本发明所公开的内容,均属于本发明的保护范围。

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