柔性阵列基板及其制备方法与流程

文档序号:13620134阅读:111来源:国知局

本发明涉及显示技术领域,具体涉及一种柔性阵列基板及其制备方法。



背景技术:

在显示技术领域,液晶显示面板以其体积小、无辐射、分辨率高等优点被广泛应用。

柔性显示凭借更轻、更薄、可以弯曲、卷曲、牢不可破等优势,非常适合于便携式电子产品领域的应用。可以弯曲的特性可以使人们通过更加直观的方式利用显示屏进行操作,改变了人们的生活方式。目前,柔性显示屏通常采用有源矩阵有机发光二极管(active-matrixorganiclightemittingdiode,amoled)技术。amoled具有更高的对比度和更低的响应时间,色彩也更加鲜艳,但是工艺复杂,成本是同尺寸lcd的8~10倍,从而严重制约了amoled的发展。当采用lcd技术制备柔性显示屏时,由于传统柔性lcd面板是将液晶封装在阵列基板和彩膜基板之间,当柔性lcd面板发生形变时易导致液晶偏转异常,因此现有柔性lcd面板存在漏光和变色等缺陷。



技术实现要素:

本发明实施例所要解决的技术问题是,提供一种柔性阵列基板及其制备方法,以解决现有柔性lcd面板存在漏光和变色的技术问题。

为了解决上述技术问题,本发明实施例提供了一种柔性阵列基板,包括设置在基膜上的薄膜晶体管阵列结构层,所述薄膜晶体管阵列结构层形成多个阵列排布的像素区域,所述像素区域内设置有液晶偏转层,所述液晶偏转层上设置有用于承载液晶的凹槽。

可选地,所述柔性阵列基板还包括位于所述液晶偏转层上的第一电极和第二电极,所述第一电极和所述第二电极分别位于相邻的所述凹槽之间,所述第一电极和所述第二电极依次交替排列。

可选地,该阵列基板还包括位于像素区域的彩膜,所述彩膜设置在所述液晶偏转层的靠近基膜的一侧。

可选地,该阵列基板还包括黑矩阵,所述黑矩阵与所述彩膜设置在同一层。

可选地,该阵列基板还包括位于所述基膜相对侧的封装膜。

为了解决上述技术问题,本发明实施例还提供了一种柔性阵列基板的制备方法,包括:

在基膜上形成薄膜晶体管阵列结构层,所述薄膜晶体管阵列结构层形成多个阵列排布的像素区域;

形成位于像素区域的液晶偏转层;

在所述液晶偏转层上形成用于承载液晶的凹槽。

可选地,所述在所述液晶偏转层上形成多个用于承载液晶的凹槽,包括:

在所述液晶偏转层上形成第一电极和第二电极,所述第一电极和所述第二电极依次交替排列;

通过刻蚀工艺刻蚀位于相邻的所述第一电极和第二电极之间的液晶偏转层,形成用于承载液晶的凹槽。

可选地,所述形成位于像素区域的液晶偏转层,包括,

形成位于像素区域的彩膜;

在所述彩膜上形成所述液晶偏转层。

可选地,该方法还包括,形成黑矩阵,所述黑矩阵与所述彩膜位于同一层。

可选地,该方法还包括,形成封装膜,所述封装膜位于所述基膜的相对侧。

本发明实施例提供了一种柔性阵列基板及其制备方法。该阵列基板包括设置在基膜上的薄膜晶体管阵列结构层,所述薄膜晶体管阵列结构层形成多个阵列排布的像素区域,所述像素区域内设置有液晶偏转层。液晶偏转层上设置有用于承载液晶的凹槽。本发明实施例提出的柔性阵列基板,可以将液晶滴注在凹槽中,使得液晶分开在不同的区域。这样,就避免了阵列基板在柔性显示时的液晶偏转异常,避免了漏光、变色等不良,提高了柔性lcd面板的显示效果。

本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述,并且,部分地从说明书中变得显而易见,或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

附图说明

附图用来提供对本发明技术方案的进一步理解,并且构成说明书的一部分,与本申请的实施例一起用于解释本发明的技术方案,并不构成对本发明技术方案的限制。

图1为本发明柔性阵列基板的俯视结构示意图

图2为本发明的柔性阵列基板的截面结构示意图;

图3为本发明第一实施例柔性阵列基板的截面结构示意图;

图4为本发明第二实施例柔性阵列基板的制备方法的流程示意图;

图5为本发明第二实施例中形成栅电极后的结构示意图;

图6为本发明第二实施例中形成有源层后的结构示意图;

图7为本发明第二实施例中形成薄膜晶体管阵列结构层后的结构示意图;

图8为本发明第二实施例中形成第三绝缘层后的结构示意图

图9为本发明第二实施例中形成液晶偏转层后的结构示意图。

附图标记说明:

1-硬质基底;10-基膜;12-彩膜;

13-黑矩阵;14-封装膜;16-第一绝缘层;

17-第二绝缘层;18-第三绝缘层;111-液晶偏转层;

112-第一电极;113-第二电极;114-凹槽;

151-栅电极;152-有源层;153-源电极;

154-漏电极;200-像素区域。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白,下文中将结合附图对本发明的实施例进行详细说明。需要说明的是,在不冲突的情况下,本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互任意组合。

现有技术中,采用coa(cfonarray)技术制备显示面板时,将彩膜制作在下基板即阵列基板上,而上基板上制作外敷层和黑矩阵。液晶层滴注在上基板和下基板之间,形成三明治结构的显示面板。三明治结构的显示面板在弯曲显示时易出现液晶偏转异常,导致漏光、变色等不良现象,因此lcd显示面板应用在柔性显示中效果不佳。

为了解决现有技术中,lcd显示面板在柔性显示时易出现液晶偏转异常,导致漏光、变色等不良现象,本发明实施例提出了一种柔性阵列基板,图1所示为本发明实施例柔性阵列基板的俯视结构示意图。图2为本发明实施例柔性阵列基板的截面结构示意图。该阵列基板包括设置在基膜10上的薄膜晶体管阵列结构层,所述薄膜晶体管阵列结构层形成多个阵列排布的像素区域200,像素区域200内设置有液晶偏转层111。液晶偏转层111上设置有用于承载液晶的凹槽114。本发明实施例提出的柔性阵列基板,可以将液晶滴注在凹槽中,使得液晶分开在不同的区域。这样,就避免了阵列基板在柔性显示时的液晶偏转异常,避免了漏光、变色等不良,提高了柔性lcd面板的显示效果。

下面将通过具体的实施例详细说明本发明实施例的技术方案。其中,实施例中所说的“构图工艺”包括涂覆光刻胶、掩模曝光、显影、刻蚀、剥离光刻胶等处理,是现有成熟的制备工艺。沉积可采用溅射、蒸镀、化学气相沉积等已知工艺,涂覆可采用已知的涂覆工艺,刻蚀可采用已知的方法,在此不做具体的限定。

在实施例中,“宽度”指具体附图中从左至右方向的特征尺寸。

第一实施例:

图3为本发明第一实施例柔性阵列基板的结构示意图。该阵列基板包括设置在基膜上的薄膜晶体管阵列结构层,所述薄膜晶体管阵列结构层形成了多个阵列排布的像素区域。从图3中可以看出,该阵列基板还包括设置在像素区域内的液晶偏转层111,液晶偏转层111上设置有用于承载液晶的凹槽114。

本发明实施例提出的柔性阵列基板,通过设置液晶偏转层,并在液晶偏转层上形成用于承载液晶的凹槽,从而将液晶滴注在凹槽中,使得液晶分开在不同的区域。这样,就避免了柔性显示时的液晶偏转异常,避免了漏光、变色等不良,提高了柔性lcd面板的显示效果。

进一步,该阵列基板还包括位于液晶偏转层111上的第一电极112和第二电极113。第一电极112和第二电极113分别位于相邻的凹槽114之间,并且,第一电极112和第二电极113依次交替排列,如图3所示。

在本实施例中,第一电极112和第二电极113可以分别与阵列基板的公共电极线和漏电极连接。这样,在阵列基板工作时,第一电极112和第二电极113之间就形成横向电场。凹槽114中的液晶在横向电场的作用下偏转,控制像素灰阶。

图3示出的薄膜晶体管为底栅型,本领域技术人员明白,本发明实施例的柔性阵列基板同样适用于顶栅型的薄膜晶体管。

在本发明实施例中,液晶偏转层111的厚度为0.5μm~5μm。液晶偏转层111的材质可以采用非晶硅(a-si),也可以采用树脂。如果液晶偏转层111采用非晶硅,当第一电极112和第二电极113通电后,液晶偏转层成为导体,可以促进液晶偏转,从而降低了面板的功耗。如果液晶偏转层111采用树脂,则降低了制备凹槽114的工艺难度。

在本发明实施例的柔性阵列基板还包括位于像素区域的彩膜12,如图3所述。优选地,彩膜12设置在液晶偏转层111的靠近基膜10的一侧。这样,就可以避免液晶位于彩膜和阵列基板之间,从而可以完全将液晶设置在凹槽中,进一步防止了面板在形变时的液晶偏转异常以及漏光、不良等现象。通过将彩膜12设置在阵列基板上,避免了彩膜基板与阵列基板对位的问题,提高了生产效率,同时提升了显示效果。

进一步,该阵列基板还包括黑矩阵13。优选地,黑矩阵13与彩膜12设置在同一层。将黑矩阵也设置在阵列基板,从而可以精确地控制黑矩阵的形成区域,避免由于黑矩阵未遮挡产生的漏光,提高显示效果。

进一步,为了将液晶封装在凹槽中,本发明实施例的柔性阵列基板还包括设置在基膜10相对侧的封装膜14,如图3所示。封装膜14可以将液晶完全封装在凹槽114中。为了更好地实现柔性显示,封装膜14可以采用高分子膜或无机膜,以实现良好的柔性。

第二实施例:

图4为本发明第二实施例柔性阵列基板的制备方法的流程示意图。包括:

s1:在基膜上形成薄膜晶体管阵列结构层,薄膜晶体管阵列结构层形成多个阵列排布的像素区域;

s2:形成位于像素区域的液晶偏转层;

s3:在液晶偏转层上形成多个用于承载液晶的凹槽。

其中,s3可以包括:

在液晶偏转层上形成第一电极和第二电极,所述第一电极和所述第二电极依次交替排列;

通过刻蚀工艺刻蚀位于相邻的所述第一电极和第二电极之间的液晶偏转层,形成用于承载液晶的凹槽。

其中,s2可以包括:

形成位于像素区域的彩膜;

在彩膜上形成液晶偏转层。

该方法还可以包括,形成黑矩阵,黑矩阵与彩膜位于同一层。

进一步,该方法还可以包括,形成封装膜,封装膜位于基膜的相对侧。

下面将通过本发明实施例柔性阵列基板的制备过程详细说明本方案。

首先,在基膜上形成薄膜晶体管阵列结构层,以形成多个阵列排布的像素区域。在本实施例中,薄膜晶体管为底栅型薄膜晶体管。形成薄膜晶体管阵列结构层主要包括以下构图工艺:

第一次构图工艺:形成薄膜晶体管的栅电极。具体包括:在硬质基底1上涂覆一层透明的聚酰亚胺薄膜,形成基膜10。在基膜10上沉积栅金属薄膜,在栅金属薄膜上涂覆一层光刻胶;采用单色调掩膜版对光刻胶进行曝光并显影,在栅电极和栅线位置形成未曝光区域,保留光刻胶,在其它位置形成完全曝光区域,无光刻胶,暴露出栅金属薄膜;对完全曝光区域的栅金属薄膜进行刻蚀并剥离剩余的光刻胶,形成栅电极151和栅线(图中未示出)的图案。然后,在形成有上述图案的基础上沉积第一绝缘层16。优选采用化学气相沉积法沉积形成第一绝缘层16,如图5所示。其中,硬质基底可以采用玻璃基底或石英基底。栅金属薄膜可以采用铂pt、钌ru、金au、银ag、钼mo、铬cr、铝al、钽ta、钛ti、钨w等金属中的一种或多种。栅金属薄膜还可以采用cu、alnd或带有缓冲材料的的复合层。缓冲材料可以使用monb或者mow、moti等,带有缓冲材料的复合层可以使用monb/cu/monb三层结构或monb/cu双层结构。第一绝缘层可以采用氮化硅sinx、氧化硅siox或sinx/siox的复合层。

第二次构图工艺:形成薄膜晶体管的有源层。具体包括:在第一绝缘层16上沉积有源薄膜,在有源薄膜上涂覆一层光刻胶;采用单色调掩膜版对光刻胶进行曝光并显影,在有源层图案位置形成未曝光区域,保留光刻胶,在其它位置形成完全曝光区域,无光刻胶,暴露出有源薄膜;对完全曝光区域的有源薄膜进行刻蚀并剥离剩余的光刻胶,形成有源层152的图案,如图6所示。其中,有源薄膜可以是非晶硅、多晶硅或微晶硅材料,也可以是金属氧化物材料,金属氧化物材料可以是铟镓锌氧化物(indiumgalliumzincoxide,igzo)或铟锡锌氧化物(indiumtinzincoxide,itzo)。

第三次构图工艺:形成源电极和漏电极。具体包括:在有源层152上沉积源/漏金属薄膜,并在源/漏金属薄膜上涂覆一层光刻胶;采用单色调掩膜版对源/漏金属薄膜进行曝光并显影,在源电极、漏电极和数据线位置分别形成未曝光区域,保留光刻胶,在其它位置形成完全曝光区域,无光刻胶,暴露出源/漏金属薄膜;对完全曝光区域的源/漏金属薄膜进行刻蚀并剥离剩余的光刻胶,形成源电极153、漏电极154和数据线(图中未示出)的图案。然后,在形成上述图案的基底上沉积第二绝缘薄膜,形成第二绝缘层17,如图7所示。其中,源/漏金属薄膜可以采用铂pt、钌ru、金au、银ag、钼mo、铬cr、铝al、钽ta、钛ti、钨w等金属中的一种或多种。源/漏金属薄膜还可以使用cu、alnd或带有缓冲材料的的复合层。缓冲材料可以使用monb或者mow、moti等,带有缓冲材料的复合层可以使用monb/cu/monb三层结构或monb/cu双层结构。第二绝缘层可以采用氮化硅sinx、氧化硅siox或sinx/siox的复合层。

其次,形成位于像素区域的液晶偏转层。该过程主要包括以下步骤:

采用coa技术,在第二绝缘层上制作位于像素区域的彩膜12,然后形成与彩膜12同层的黑矩阵13。在这一步骤中,也可以先形成位于非像素区域的黑矩阵13,然后采用coa技术,制作与黑矩阵13同层的彩膜12。图8示出了彩膜12和黑矩阵13。其中,在形成黑矩阵13时,在过孔位置不设置黑矩阵。

形成第三绝缘层。具体包括:在形成上述图案的基底上沉积第三绝缘薄膜,在第三绝缘薄膜上涂覆一层光刻胶;采用单色调掩膜版对光刻胶进行曝光并显影,在过孔位置分别形成完全曝光区域,无光刻胶,暴露第三绝缘薄膜,在其它位置形成未曝光区域,保留光刻胶;对完全曝光区域的第三绝缘薄膜和第二绝缘层17同时进行刻蚀并剥离剩余的光刻胶,形成具有过孔的第三绝缘层18的图案,如图8所示。薄膜晶体管的漏电极154通过过孔暴露出来。其中,第三绝缘层可以采用氮化硅sinx、氧化硅siox或sinx/siox的复合层。

形成液晶偏转层。具体包括:在第三绝缘层18上沉积液晶偏转薄膜,在液晶偏转薄膜上涂覆一层光刻胶;采用单色调掩膜版对光刻胶进行曝光并显影;在过孔位置形成完全曝光区域,无光刻胶,暴露液晶偏转薄膜,在其它位置形成未曝光区域,保留光刻胶;对完全曝光区域的液晶偏转薄膜进行刻蚀并剥离剩余的光刻胶,形成具有过孔的液晶偏转层111。薄膜晶体管的漏电极154通过过孔暴露出来,如图9所示。液晶偏转层可以采用非晶硅材料或树脂材料。优选地,液晶偏转层111的厚度为0.5μm~5μm。

再其次,在液晶偏转层上形成多个用于承载液晶的凹槽。具体包括:在液晶偏转层111上沉积电极金属薄膜,并在电极金属薄膜上涂覆一层光刻胶;采用单色调掩膜版对电极金属薄膜进行曝光并显影,在第一电极和第二电极位置分别形成未曝光区域,保留光刻胶,在其它位置形成完全曝光区域,无光刻胶,暴露出电极金属薄膜;对完全曝光区域的电极金属薄膜进行刻蚀并剥离剩余的光刻胶,形成第一电极112和第二电极113的图案。其中,第二电极113通过过孔与漏电极154连接,如图3所示。采用第一电极112和第二电极113为硬膜版,刻蚀位于相邻的第一电极112和第二电极113之间的液晶偏转层,形成多个用于承载液晶的凹槽114,如图3所示。在本实施例中,优选地,第一电极112和第二电极113均呈条状电极,依次交替排列。第一电极112和第二电极113的宽度为2μm~6μm,第一电极112和第二电极113之间的间距为2μm~6μm。因此,凹槽114也呈条状,凹槽114宽度为2μm~6μm。其中,电极金属薄膜可以采用铂pt、钌ru、金au、银ag、钼mo、铬cr、铝al、钽ta、钛ti、钨w等金属中的一种或多种。电极金属薄膜还可以使用cu、a1nd或带有缓冲材料的的复合层。缓冲材料可以使用monb或者mow、moti等,带有缓冲材料的复合层可以使用monb/cu/monb三层结构或monb/cu双层结构。

在形成凹槽114后,向凹槽114中滴注液晶。该液晶中掺杂有感光高分子液晶。在本实施例中,采用非摩擦取向技术使液晶定向排列。优选地,可以采用光控取向技术,使凹槽114中的液晶定向排列。还可以采用斜向蒸镀法使液晶定向排列。当第一电极和第二电极通电后,液晶在第一电极和第二电极形成的横向电场中偏转,控制像素灰阶。

最后,采用封装膜完成阵列基板的封装,然后去除硬质基底,从而完成柔性阵列基板的制作。封装膜优选为高分子膜或无机膜,从而使得阵列基板具有较好的柔性。

本发明实施例的柔性阵列基板,优选地,采用柔性聚合物led背光板,以实现柔性显示面板。

第三实施例:

在本实施例中,薄膜晶体管采用顶栅型薄膜晶体管。因此,本实施例与第二实施例的不同之处在于形成薄膜晶体管阵列结构层的过程。

本发明实施例的在基膜上形成薄膜晶体管阵列结构层,以形成多个阵列排布的像素区域。具体包括:

第一次构图工艺:形成遮光层。具体包括:在硬质基底上涂覆一层透明的聚酰亚胺薄膜,形成基膜。在基膜上沉积一层遮光薄膜,通过构图工艺形成遮光层,然后在遮光层上沉积形成第四绝缘层。

第二次构图工艺:形成薄膜晶体管的源电极和漏电极。具体包括:在第四绝缘层上沉积源/漏金属薄膜,并在源/漏金属薄膜上涂覆一层光刻胶;采用单色调掩膜版对源/漏金属薄膜进行曝光并显影,在源电极、漏电极和数据线位置分别形成未曝光区域,保留光刻胶,在其它位置形成完全曝光区域,无光刻胶,暴露出源/漏金属薄膜;对完全曝光区域的源/漏金属薄膜进行刻蚀并剥离剩余的光刻胶,形成源电极、漏电极和数据线的图案。

第三次构图工艺:形成有源层。在形成上述图案的基膜上沉积有源薄膜,在有源薄膜上涂覆一层光刻胶;采用单色调掩膜版对光刻胶进行曝光并显影,在有源层图案位置形成未曝光区域,保留光刻胶,在其它位置形成完全曝光区域,无光刻胶,暴露出有源薄膜;对完全曝光区域的有源薄膜进行刻蚀并剥离剩余的光刻胶,形成有源层的图案。在形成上述图案的基膜上,沉积形成第一绝缘层。

第四次构图工艺:形成栅电极。在第一绝缘层上沉积栅金属薄膜,在栅金属薄膜上涂覆一层光刻胶;采用单色调掩膜版对光刻胶进行曝光并显影,在栅电极和栅线位置形成未曝光区域,保留光刻胶,在其它位置形成完全曝光区域,无光刻胶,暴露出栅金属薄膜;对完全曝光区域的栅金属薄膜进行刻蚀并剥离剩余的光刻胶,形成栅电极和栅线的图案。然后,在形成有上述图案的基础上沉积形成第二绝缘层。

在本发明实施例的描述中,需要理解的是,术语“中部”、“上”、“下”、“前”、“后”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本发明和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本发明的限制。

在本发明实施例的描述中,需要说明的是,除非另有明确的规定和限定,术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或一体地连接;可以是机械连接,也可以是电连接;可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连,可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言,可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

虽然本发明所揭露的实施方式如上,但所述的内容仅为便于理解本发明而采用的实施方式,并非用以限定本发明。任何本发明所属领域内的技术人员,在不脱离本发明所揭露的精神和范围的前提下,可以在实施的形式及细节上进行任何的修改与变化,但本发明的专利保护范围,仍须以所附的权利要求书所界定的范围为准。

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