本实用新型涉及液晶显示技术领域,尤其涉及一种阵列基板、显示面板和液晶显示装置。
背景技术:
液晶显示装置通常包括彩膜基板和阵列基板,目前,某种类型的阵列基板包括自下至上依次设置的栅极金属层、绝缘层、有源层和源漏金属层,上述各层形成薄膜晶体管(Thin Film Transistor,TFT)。
在实现本实用新型过程中,发明人发现现有技术中至少存在如下问题:
上述栅极金属层、有源层和源漏金属层的每层均需要使用单独的掩膜版通过相应的构图工艺来制作,工艺流程较为复杂,且需要使用数量较多的掩膜版,生产成本高。
技术实现要素:
有鉴于此,本实用新型实施例提供了一种阵列基板、显示面板和液晶显示装置,能够简化阵列基板的制作过程。
一方面,本实用新型实施例提供了一种阵列基板,包括:
衬底基板,在远离所述衬底基板的方向上,依次设置有栅极金属层、第一绝缘层、有源层、源漏金属层和第二绝缘层;
所述栅极金属层包括沿第一方向延伸的栅线,所述源漏金属层包括源极和漏极;
所述第二绝缘层上设置有第一过孔,在第二方向上,所述第一过孔具有相对设置的第一端和第二端,所述第二方向垂直于所述第一方向;
所述栅线与所述第一过孔具有第一交叠区域,所述第一过孔的第一端和所述第一过孔的第二端均位于所述第一交叠区外;
所述有源层在所述第一过孔处断开;
在所述第一过孔以外的区域,所述栅线与所述有源层形状相同,且所述有源层在所述衬底基板上的垂直投影位于所述栅线在所述衬底基板上的垂直投影内。
具体地,所述漏极位于所述栅线的一侧,第一过孔在所述衬底基板的垂直投影与所述漏极在所述衬底基板的垂直投影交叠。
具体地,所述栅线包括侧方凸起部和条状延伸部,所述漏极位于所述条状延伸部的一侧,所述第一过孔与所述条状延伸部具有第二交叠区域,且所述第一过孔的第一端和所述第一过孔的第二端均位于所述第二交叠区域外。
具体地,上述阵列基板还包括:
设置于所述第二绝缘层远离所述衬底基板一侧的第一透明电极层;
所述第一透明电极层通过所述第二绝缘层上的第一过孔电连接于所述漏极。
可选地,上述阵列基板还包括:
设置于所述第二绝缘层与所述第一透明电极层之间的第二透明电极层和第三绝缘层,所述第三绝缘层位于所述第一透明电极层与所述第二透明电极层之间;
所述第三绝缘层上设置有第二过孔;
所述第一透明电极层通过所述第二绝缘层上的第一过孔和所述第三绝缘层上的第二过孔电连接于所述漏极;
所述第一透明电极层为像素电极,所述第二透明电极层为公共电极。
具体地,所述第二过孔在所述衬底基板上的垂直投影与所述栅线在所述衬底基板上的垂直投影不交叠,且所述第二过孔在所述衬底基板上的垂直投影与所述漏极在所述衬底基板上的垂直投影交叠。
可选地,上述阵列基板还包括:
设置于所述第一透明电极层远离所述衬底基板一侧的第三绝缘层和第二透明电极层,所述第三绝缘层位于所述第一透明电极层与所述第二透明电极层之间;
所述第二透明电极层为公共电极,所述第一透明电极层为像素电极。
具体地,所述有源层的材料为非晶硅。
另一方面,提供一种显示面板,包括:上述的阵列基板。
另一方面,提供一种液晶显示装置,包括:上述显示面板。
本实用新型提供一种阵列基板、显示面板和液晶显示装置,在第二绝缘层上设置第一过孔,并使有源层在第一过孔处断开,在第一过孔以外的区域,栅线和有源层形状相同,且有源层在沉底基板上的垂直投影位于栅线在衬底基板上的垂直投影内,在该阵列基板的有源层形成的过程中,首先通过背部曝光或与栅极金属层共用掩膜版的方式进行有源层材料的图案化,在形成第二绝缘层和第一过孔后,通过刻蚀掉第一过孔处的有源层材料来形成最终的有源层,使得有源层的制作无需使用单独的掩膜版,从而简化了阵列基板的制作过程。
【附图说明】
为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案,下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动性的前提下,还可以根据这些附图获得其它的附图。
图1为本实用新型实施例中一种阵列基板的俯视图;
图2为图1中AA’向的剖面结构示意图;
图3为图1中阵列基板的一种部分层结构的俯视图;
图4为图3中BB’向的剖面结构示意图;
图5为图1中阵列基板的另一种部分层结构的俯视图;
图6为图5中BB’向的剖面结构示意图;
图7为图1中阵列基板的另一种部分层结构的俯视图;
图8为图7中BB’向的剖面结构示意图;
图9为图1中阵列基板的另一种部分层结构的俯视图;
图10为图9中BB’向的剖面结构示意图;
图11为图1中阵列基板的另一种部分层结构的俯视图;
图12为图11中BB’向的剖面结构示意图;
图13为本发明实施例中另一种阵列基板的俯视图;
图14为图13中AA’向的剖面结构示意图;
图15为本实用新型实施例一种显示面板的结构示意图;
图16为本实用新型实施例中一种液晶显示装置的结构示意图。
【具体实施方式】
为了更好的理解本实用新型的技术方案,下面结合附图对本实用新型实施例进行详细描述。
应当明确,所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例,本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例,都属于本实用新型保护的范围。
在本实用新型实施例中使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的,而非旨在限制本实用新型。在本实用新型实施例和所附权利要求书中所使用的单数形式的“一种”、“所述”和“该”也旨在包括多数形式,除非上下文清楚地表示其他含义。
如图1、图2、图3和图4所示,图1为一种阵列基板的俯视图、图2为图1中AA’向的剖面结构示意图、图3为图1中阵列基板的一种部分层结构的俯视图、图4为图3中BB’向的剖面结构示意图,本实用新型提供一种阵列基板,包括:衬底基板1,在远离衬底基板1的方向上,依次设置有栅极金属层、第一绝缘层2、有源层3、源漏金属层4和第二绝缘层5;栅极金属层包括沿第一方向(图1和图3中的X方向)延伸的栅线G,源漏金属层4包括源极41和漏极42;第二绝缘层5上设置有第一过孔51,在第二方向(图1和图3中的Y方向)上,第一过孔51具有相对设置的第一端511和第二端512,第二方向垂直于第一方向;栅线G与第一过孔51具有第一交叠区域,第一过孔51的第一端511和第一过孔51的第二端512均位于第一交叠区外;有源层3在第一过孔51处断开;在第一过孔51以外的区域,栅线G与有源层3形状相同,且有源层3在衬底基板1上的垂直投影位于栅线G在衬底基板1上的垂直投影内。
需要说明的是,“在第一过孔51以外的区域,栅线G与有源层3形状相同,且有源层3在衬底基板1上的垂直投影位于栅线G在衬底基板1上的垂直投影内”在理论上等同于在第一过孔51以外的区域栅线G与有源层3完全重叠,即通过同一道掩膜板制作而成或者通过背部曝光工艺制作而成,但是由于实际生产中有工艺误差,无法达到理论上的完全重叠,只能达到工艺误差范围内的完全重叠。
以下通过阵列基板的一种制作过程为例对该阵列基板进行进一步说明,该阵列基板的制作过程包括:
如图5和图6所示,图5为图1中阵列基板的另一种部分层结构的俯视图,图6为图5中BB’向的剖面结构示意图。步骤101、形成衬底基板1,并在衬底基板1上形成第一金属层,通过一次构图工艺对第一金属层进行图案化,形成栅极金属层,栅极金属层包括多条沿第一方向延伸的栅线G,得到形成如图5和图6中所示的层结构;
如图7和图8所示,图7为图1中阵列基板的另一种部分层结构的俯视图,图8为图7中BB’向的剖面结构示意图。步骤102、在栅极金属层上形成第一绝缘层2和一层有源层材料,通过背部曝光或与栅极金属层共用掩膜版的方式对有源层材料进行图案化,形成与栅极金属层的位置和形状相同的有源层材料30,此时的有源层材料30为与栅线G形状相同的条状,得到如图7和图8中所示的层结构;
在该步骤中,背部曝光是指将光源设置于衬底基板1远离栅极金属层的一侧,以栅极金属层的图案作为掩膜版进行曝光来实现有源层材料30的图案化,背部曝光与栅极金属层共用掩膜版的方式均无需制作新的掩膜版,使有源层材料30与栅极金属层具有相同的形状和位置;另外,当采用背部曝光的方式对有源层材料30进行图案化时,有源层材料30和栅极金属层可以自动对位,无需对掩膜版进行对位。另外,为保证形成有源层被栅极金属层完全遮挡,可以通过对曝光量的控制使有源层材料30的尺寸小于栅极金属层的尺寸,即在垂直于基板的方向上,有源层材料30的投影边缘位于栅极金属层的投影边缘内,并且有源层材料30的投影边缘与栅极金属层的投影边缘具有一定距离,该距离可以通过在步骤102中对曝光量的控制进行调整。
步骤103、如图9和图10所示,图9为图1中阵列基板的另一种部分层结构的俯视图,图10为图9中BB’向的剖面结构示意图。在有源层材料30上形成第二金属层,通过一次构图工艺对第二金属层进行图案化,形成源漏金属层4,源漏金属层4包括源极41、漏极42和多条沿第二方向延伸的数据线,得到如图9和图10中所示的层结构;
步骤104、如图11和图12所示,图11为图1中阵列基板的另一种部分层结构的俯视图,图12为图11中BB’向的剖面结构示意图。在源漏金属层4上形成第二绝缘材料层,通过一次构图工艺对第二绝缘材料层进行图案化,形成第二绝缘层5,第二绝缘层5上设置有第一过孔51,得到如图11和图12中所示的层结构,栅线G与第一过孔51具有第一交叠区域,第一过孔51的第一端511和第一过孔51的第二端512均位于第一交叠区外,以保证后续能够通过第一过孔51对有源层材料进行刻蚀后,使有源层3在第一过孔51处断开;
步骤105、如图3和图4所示,刻蚀并去除在第一过孔51处露出的有源层材料,使有源层3在第一过孔51处断开,形成有源层3,得到如图3和图4中所示的层结构。
在该步骤中,在形成与栅极金属层具有相同位置和形状的有源层材料30的基础上,由于在垂直于阵列基板的方向上,第一过孔51的投影跨过栅线在第一方向上的两侧,因此只需要对露出第一过孔51的有源层材料进行刻蚀并去除,使有源层材料在第一过孔51处断开,即可形成有源层3最终的图案,无需使用单独的掩膜版来制作有源层3。有源层3最终的图案包括矩阵分布的岛状结构,通过第一过孔51的形状可以对状态结构的形状进行控制。
需要说明的是,在本实施例中步骤104和105分别为第二绝缘层5的图案化的过程,以及刻蚀并去除在第一过孔51处露出的有源层材料,使有源层3在第一过孔51处断开的过程;在另外一些可实现的方式中,刻蚀并去除在第一过孔51处露出的有源层材料,使有源层3在第一过孔51处断开的过程也可以在第二绝缘层5的图案化过程中的同时进行,即通过一次刻蚀同时形成第二绝缘层5的图案以及有源层3的最终图案。
本实施例中的阵列基板,在第二绝缘层上设置第一过孔,并使有源层在第一过孔处断开,在第一过孔以外的区域,栅线和有源层形状相同,且有源层在衬底基板上的垂直投影位于栅线在衬底基板上的垂直投影内,在该阵列基板的有源层形成的过程中,首先通过背部曝光或与栅极金属层共用掩膜版的方式进行有源层材料的图案化,在形成第二绝缘层和第一过孔后,通过刻蚀掉第一过孔处的有源层材料来形成最终的有源层,使得有源层的制作无需使用单独的掩膜版,从而简化了阵列基板的制作过程。
具体地,漏极42位于栅线G的一侧,第一过孔51在衬底基板1的垂直投影与漏极42在衬底基板1的垂直投影交叠。在第二绝缘层5上方会设置像素电极,像素电极需要通过第二绝缘层上的过孔与漏极42电连接,因此,第一过孔51除了具有对有源层材料30进行刻蚀以形成最终的有源层3的过孔功能外,还可以同时作为漏极42与像素电极进行电连接的过孔,从而减少了过孔制作个数,降低了制作难度。
具体地,请参考图3和图4,栅线G包括侧方凸起部G1和条状延伸部G2,侧方凸起部G1通常作为栅极,漏极42位于条状延伸部G2的一侧,并延伸至侧方凸起部G1,以便于形成薄膜晶体管,第一过孔51与条状延伸部G2具有第二交叠区域,且第一过孔51的第一端511和第一过孔51的第二端512均位于第二交叠区域外。
具体地,继续参考图1和图2,上述阵列基板还包括:设置于第二绝缘层5远离衬底基板1一侧的第一透明电极层6;第一透明电极层6通过第二绝缘层5上的第一过孔51电连接于漏极42。
在一些可选的实现方式中,如图1和图2所示,上述阵列基板还包括:设置于第二绝缘层5与第一透明电极层6之间的第二透明电极层7和第三绝缘层8,第三绝缘层8位于第一透明电极层6与第二透明电极层7之间;第三绝缘层8上设置有第二过孔81;第一透明电极层6通过第二绝缘层5上的第一过孔51和第三绝缘层8上的第二过孔81电连接于漏极42;第一透明电极层6为像素电极,第二透明电极层7为公共电极。
具体地,第二过孔81在衬底基板上的垂直投影与栅线G在衬底基板上的垂直投影不交叠,且第二过孔81在衬底基板上的垂直投影与漏极42在衬底基板上的垂直投影交叠。第二过孔81用于使像素电极6与漏极42电连接,另外,第三绝缘层8在衬底基板上的垂直投影覆盖第一过孔51中除了第二过孔81的部分,因此第三绝缘层8在衬底基板上的垂直投影可以覆盖第一过孔51与栅线G的交叠区域,防止像素电极6与栅线G电连接,还可以填平第一过孔51除了第二过孔81的部分。
在一些可选的实现方式中,如图13和图14所示,上述阵列基板还包括:设置于第一透明电极层6远离衬底基板一侧的第三绝缘层8和第二透明电极层7,第三绝缘层8位于第一透明电极层6与第二透明电极层7之间;第二透明电极层7为公共电极,第一透明电极层6为像素电极。
可以理解的,本实施例中对于像素电极和公共电极的位置不做限定,例如图2中的阵列基板,在垂直于基板的方向上,像素电极位于公共电极的上方,图14中的阵列基板,在垂直于基板的方向上,公共电极位于像素电极的上方。另外,阵列基板可以配置为像素电极作为狭缝电极、公共电极作为平板电极,或者像素电极作为平板电极、公共电极作为狭缝电极。
具体地,上述有源层3的材料为非晶硅。
以下通过上述步骤105之后阵列基板的一种制作过程为例对图2中所示的阵列基板进行进一步说明,上述制作过程还包括:
步骤106、在形成有源层3的第二绝缘层5上形成第二透明导电材料层,通过一次构图工艺对第二透明导电材料层进行图案化,形成第二透明电极层7,即形成了公共电极;
步骤107、在第二透明电极层7上形成第三绝缘层材料层,通过一次构图工艺对第三绝缘材料层进行图案化,形成第三绝缘层8,第三绝缘层8上设置有第二过孔81;
步骤108、在第三绝缘层8上形成第一透明导电材料层,通过一次构图工艺对第一透明导电材料层进行图案化,形成第一透明电极层6,即形成了像素电极,得到如图1和图2所示的层结构。
需要说明的是,在阵列基板中包括多行栅线和多列数据线,以及由栅线和数据线交叉限定的多个子像素单元,本实施例的图中仅示意了子像素单元的一部分结构,对于整个阵列基板来说,包括多个第一过孔51,多个第一过孔51分别对应于多个子像素单元,以使得在每个子像素单元中,有源层3均在第一过孔51处断开。
如图15所示,本实用新型实施例还提供一种显示面板,包括彩膜基板400和上述的阵列基板300,位于彩膜基板400和阵列基板300之间的液晶层500。
其中,阵列基板300的具体结构和原理与上述实施例相同,在此不再赘述。
本实施例中的显示面板,在阵列基板的第二绝缘层上设置第一过孔,并使有源层在第一过孔处断开,在第一过孔以外的区域,栅线和有源层形状相同,且有源层在沉底基板上的垂直投影位于栅线在衬底基板上的垂直投影内,在该阵列基板的有源层形成的过程中,首先通过背部曝光或与栅极金属层共用掩膜版的方式进行有源层材料的图案化,在形成第二绝缘层和第一过孔后,通过刻蚀掉第一过孔处的有源层材料来形成最终的有源层,使得有源层的制作无需使用单独的掩膜版,从而简化了阵列基板的制作过程。
如图16所示,本实用新型实施例还提供一种液晶显示装置,包括:上述的显示面板600。
该显示面板的具体结构和原理与上述实施例相同,在此不再赘述。液晶显示装置可以是例如触摸屏、手机、平板计算机、笔记本电脑、电纸书或电视机等任何具有液晶显示功能的电子设备。
本实施例中的液晶显示装置,在显示面板中阵列基板的第二绝缘层上设置第一过孔,并使有源层在第一过孔处断开,在第一过孔以外的区域,栅线和有源层形状相同,且有源层在沉底基板上的垂直投影位于栅线在衬底基板上的垂直投影内,在该阵列基板的有源层形成的过程中,首先通过背部曝光或与栅极金属层共用掩膜版的方式进行有源层材料的图案化,在形成第二绝缘层和第一过孔后,通过刻蚀掉第一过孔处的有源层材料来形成最终的有源层,使得有源层的制作无需使用单独的掩膜版,从而简化了阵列基板的制作过程。
以上所述仅为本实用新型的较佳实施例而已,并不用以限制本实用新型,凡在本实用新型的精神和原则之内,所做的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本实用新型保护的范围之内。