一种阵列基板及其制备方法、液晶显示面板与流程
本发明涉及显示技术领域，尤其涉及一种阵列基板及其制备方法、液晶显示面板。
背景技术：
液晶显示装置(liquidcrystaldisplay，简称lcd)由于具有功耗小、微型化、轻薄等优点，因而得到越来越广泛的应用。
随着显示技术的快速发展，低功耗液晶显示装置成为目前液晶显示装置发展的趋势，基于此反射式(reflective)液晶显示装置应用而生。传统的液晶显示装置包括液晶显示面板和背光源，背光源用于为液晶显示面板提供光源。而反射式液晶显示装置不需要设置背光源，通过反射环境光来实现画面显示，因而可以极大地降低功耗，且减小了液晶显示装置的厚度。
技术实现要素：
本发明的实施例提供一种阵列基板及其制备方法、液晶显示面板，可以提高液晶显示面板的对比度和开口率。
为达到上述目的，本发明的实施例采用如下技术方案：
第一方面，提供一种阵列基板，包括位于显示区的多个亚像素区以及用于界定多个所述亚像素区的非透光区，所述阵列基板包括依次设置在第一衬底上的反射层、透明的第一调光图案以及第一配向层；所述第一调光图案与所述第一配向层、所述反射层均接触；所述反射层至少包括位于所述亚像素区的部分；所述第一调光图案至少位于所述亚像素区中的边缘区域，在所述反射层还延伸至所述非透光区的情况下，所述第一调光图案在所述第一衬底上的正投影覆盖所述反射层位于所述非透光区的部分在所述第一衬底上的正投影；其中，所述第一调光图案用于和所述第一配向层一起对射到所述反射层上的环境光相干减弱。
在一些实施例中，所述阵列基板还包括设置在所述反射层和所述第一配向层之间透明的第二调光图案；所述第二调光图案与所述第一配向层、所述反射层均接触；所述第二调光图案位于所述亚像素区，且所述第一调光图案包围所述第二调光图案；其中，所述第二调光图案用于和所述第一配向层一起对射到所述反射层上的环境光相干增强。
在一些实施例中，所述第一调光图案为单层结构，所述第一调光图案的厚度d1为：
在一些实施例中，所述第二调光图案为单层结构，所述第二调光图案的厚度d2为：
在一些实施例中，所述第一调光图案的材料和所述第二调光图案的材料相同。
在一些实施例中，所述第一调光图案的厚度大于所述第二调光图案的厚度。
在一些实施例中，所述反射层仅包括位于所述亚像素区的部分，所述反射层包括多个间隔设置的反射单元，每个所述反射单元设置在一个所述亚像素区；所述反射单元复用为像素电极。
第二方面，提供一种液晶显示面板，包括相对设置的阵列基板和对盒基板、以及设置在所述阵列基板和所述对盒基板之间的液晶层，所述阵列基板为上述的阵列基板。
在一些实施例中，沿非透光区到亚像素区的方向，第一调光图案位于所述亚像素区的宽度为h·tanθ；其中，h为所述第一调光图案到所述对盒基板之间的距离，θ为环境光与所述第一衬底的法线的夹角，θ的取值范围为20°～40°。
第三方面，提供一种阵列基板的制备方法，所述阵列基板包括位于显示区的多个亚像素区以及用于界定多个所述亚像素区的非透光区，所述阵列基板的制备方法包括：在第一衬底上形成反射层；在所述反射层上形成透明的第一调光图案和透明的第二调光图案，所述第二调光图案位于所述亚像素区，所述第一调光图案至少位于所述亚像素区中的边缘区域且包围所述第二调光图案；在所述反射层还延伸至所述非透光区的情况下，所述第一调光图案在所述第一衬底上的正投影覆盖所述反射层位于所述非透光区的部分在所述第一衬底上的正投影；所述第一调光图案、所述第二调光图案均与所述反射层接触；形成第一配向层；所述第一配向层与所述第一调光图案、所述第二调光图案均接触；其中，所述第一调光图案用于和所述第一配向层一起对射到所述反射层上的环境光相干减弱；所述第二调光图案用于和所述第一配向层一起对射到所述反射层上的环境光相干增强。
本发明实施例提供一种阵列基板及其制备方法、液晶显示面板，阵列基板包括反射层、第一调光图案以及第一配向层，第一调光图案与第一配向层、反射层均接触，反射层至少包括位于亚像素区的部分，第一调光图案至少位于亚像素区中的边缘区域，在反射层还延伸至非透光区的情况下，第一调光图案在第一衬底上的正投影覆盖反射层位于非透光区的部分在第一衬底上的正投影。由于第一调光图案可以和第一配向层一起对射到反射层上的光相干减弱，减少反射光，以使得设置有第一调光图案区域的反射光的强度小于未设置有第一调光图案区域的反射光的强度，因而当环境光经过未设置有像素电极的电场紊乱区后射到反射层上会发生相干减弱，降低了反射率，减少了反射光，从而减少了漏光，改善对比度下降的问题。此外，相对于在对盒基板包括黑矩阵图案时，阵列基板和对盒基板对位时需要考虑对位偏差导致的漏光，因此会增加黑矩阵图案中遮光条的宽度，从而导致开口率下降，而本发明实施例中由于阵列基板包括第一调光图案，第一调光图案可以减少漏光，因而对盒基板上无需设置黑矩阵图案，这样一来就无需考虑阵列基板和对盒基板对位偏差导致的漏光。因此设置在亚像素区的第一调光图案的宽度可以较小，从而增大了开口率，提高反射率，进而提高显示亮度。
在此基础上，由于第一调光图案设置在反射层远离第一衬底的一侧，因而第一调光图案还可以起到保护反射层的作用。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或相关技术中的技术方案，下面将对实施例或相关技术描述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发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例提供的一种反射式液晶显示装置的结构示意图；
图2a为本发明实施例提供的一种液晶显示面板的区域划分示意图；
图2b为本发明实施例提供的一种液晶显示面板的结构示意图；
图3a为本发明实施例提供的一种阵列基板的结构示意图一；
图3b为图3a中的aa向的剖面示意图；
图4a为本发明实施例提供的一种阵列基板的结构示意图二；
图4b为图4a中的bb向的剖面示意图；
图5a为本发明实施例提供的一种阵列基板的结构示意图三；
图5b为图5a中cc向剖面示意图；
图5c为本发明实施例提供的一种阵列基板的结构示意图四；
图5d为图5c中的dd向的剖面示意图；
图6为本发明实施例提供的一种薄膜干涉原理示意图；
图7为本发明实施例提供的一种ag、al的反射光谱的示意图；
图8a为本发明实施例提供的一种阵列基板的结构示意图五；
图8b为图8a中的ee向的剖面示意图；
图9为本发明实施例提供的一种siox在不同厚度下，波长与反射率的关系曲线；
图10为本发明实施例提供的一种阵列基板的制备方法的流程示意图。
附图标记：
1-框架；2-盖板玻璃；3-液晶显示面板；31-显示区；32-周边区；33-亚像素区；331-红色亚像素区、332-绿色亚像素区；333-蓝色亚像素区；34-非透光区；4-电路板；10-阵列基板；100-第一衬底；101-像素电极；102-薄膜晶体管；103-公共电极；104-第一绝缘层；105-第二绝缘层；106-反射层；107-第一调光图案；108-第二调光图案；109-栅线；110-数据线；20-对盒基板；200-第二衬底；201-彩色滤光层；202-黑矩阵图案；30-液晶层；40-封框胶；50-第一配向层；60-第二配向层；61-平坦层；70-偏光片。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明实施例提供一种反射式液晶显示装置，参考图1，反射式液晶显示装置的主要结构包括框架1、盖板玻璃2、液晶显示面板3以及电路板4等其它电子配件。反射式液晶显示装置不需要设置背光组件，通过反射环境光来实现画面显示。
其中，框架1的纵截面呈u型，液晶显示面板3、电路板4以及其它电子配件设置于框架1内，电路板4设置于液晶显示面板3的下方，盖板玻璃2设置于液晶显示面板3远离电路板4的一侧。
如图2a所示，液晶显示面板3划分出显示区31和周边区32，图2a以周边区32包围显示区31为例进行示意。显示区31设置有多个像素区(图中的虚线框示意一个像素区)，每个像素区包括至少三个亚像素区33。图2a以该三个亚像素区33分别为红色亚像素区331、绿色亚像素区332和蓝色亚像素区333为例。示例的，如图2a所示，沿水平方向，红色亚像素区331、绿色亚像素区332和蓝色亚像素区333周期性排布；沿竖直方向，红色亚像素区331、绿色亚像素区332、蓝色亚像素区333区分别呈列设置。
显示区31还包括非透光区34，非透光区34将多个亚像素区33间隔开。周边区32用于布线，此外，也可将栅极驱动电路设置于周边区32。
如图1和图2b所示，液晶显示面板3包括相对设置的阵列基板10和对盒基板20、以及设置在阵列基板10和对盒基板20之间的液晶层30。如图1所示，阵列基板10和对盒基板20通过封框胶40粘贴在一起，从而将液晶层30限定在封框胶40围成的区域内。
如图2b所示，阵列基板10在每个亚像素区33均设置有位于第一衬底100上的像素电极101和薄膜晶体管(thinfilmtransistor，简称tft)102。薄膜晶体管102包括源极、漏极、有源层、栅极以及栅绝缘层，像素电极101与薄膜晶体管102的漏极电连接。如图3a和图4a所示，阵列基板10还包括栅线109和数据线(dataline或sourceline)110，位于同一行亚像素中的薄膜晶体管102的栅极与一根栅线109连接；位于同一列亚像素中的薄膜晶体管102的源极与一根数据线110连接。此外，阵列基板10还包括反射层，反射层用于反射环境光。
在此基础上，在一些实施例中，如图2b所示，阵列基板10还包括设置在第一衬底100上的公共电极103。其中，像素电极101和公共电极103可以设置在同一层，在此情况下，像素电极101和公共电极103均为包括多个条状子电极的梳齿结构。像素电极101和公共电极103也可以设置在不同层，在此情况下，如图2b所示，像素电极101和公共电极103之间设置有第一绝缘层104。在公共电极103设置在薄膜晶体管102和像素电极101之间的情况下，如图2b所示，公共电极103与薄膜晶体管102之间还设置有第二绝缘层105。在阵列基板10包括公共电极103和像素电极101的情况下，公共电极103和像素电极101产生的水平电场驱动液晶层30中的液晶分子转动。在另一些实施例中，对盒基板20包括公共电极103。在对盒基板20包括公共电极103，阵列基板10包括像素电极101的情况下，公共电极103和像素电极101产生的竖直电场驱动液晶层30中的液晶分子转动。
为了实现彩色显示，液晶显示面板3还包括彩色滤光层，彩色滤光层包括设置于红色亚像素区331中的红色光阻单元、设置于绿色亚像素区332中的绿色光阻单元以及设置于蓝色亚像素区333中的蓝色光阻单元。
在一些实施例中，如图2b所示，对盒基板20包括第二衬底200、设置在第二衬底200上的彩色滤光层201，在此情况下，对盒基板20也可以称为彩膜基板(colorfilter，简称cf)。
在另一些实施例中，阵列基板10包括彩色滤光层201，红色光阻单元、绿色光阻单元以及蓝色光阻单元分别位于不同的亚像素区33中。在此情况下，阵列基板可以称为coa基板(colorfilteronarray，彩色滤光层整合于阵列基板上)。
如图2b所示，阵列基板10还包括设置在第一衬底100上的第一配向层50，对盒基板20还包括设置在第二衬底200上的第二配向层60，第一配向层50和第二配向层60靠近液晶层30。第一配向层50和第二配向层60的材料例如可以为聚酰亚胺(polyimide，简称pi)。如图2b所示，对盒基板20还包括设置在第二配向层60和彩色滤光层201之间的平坦层61。
此外，对于反射式液晶显示装置而言，如图2b所示，液晶显示面板3还包括设置在对盒基板20背离液晶层30一侧的偏光片70。在一些实施例中，偏光片70包括半波片、四分之一波片、扩散膜等多层介质。
基于上述反射式液晶显示装置的结构，反射式液晶显示装置的显示原理为：环境光经过偏光片70形成具有特定偏振方向的白色偏振光，射入液晶显示面板3中，被彩色滤光层201过滤形成红绿蓝三色的偏振光，当偏振光射到液晶显示面板3的反射层时，被反射层反射后从液晶显示面板3出射。被反射层反射后从液晶显示面板3出射的偏振光的偏振方向与偏光片70的偏振方向垂直时，偏振光不能穿过偏光片；当该偏振光的偏振方向与偏光片70的偏振方向平行时，偏振光可以穿过偏光片70，此时出射光的光强最强。由于液晶分子对偏振光有旋光特性，特定的分子排布方向可使该偏振光的偏振方向发生改变，当液晶分子的排布方向受像素电极101和公共电极103之间产生的电场控制发生旋转时，通过液晶分子的偏振光方向也发生改变，从而可以控制偏振光从偏光片70出射的多少。当像素电极101和公共电极103根据施加在各自电极上的电信号有规律的控制液晶分子旋转时，红绿蓝亚像素的光就会有规律的透过偏光片70，最终形成彩色图像。上述光路传播顺序为：环境光依次透过偏光片70、对盒基板20、液晶层30、阵列基板10，经阵列基板10上反射层的反射，依次经过液晶层30、对盒基板20、偏光片70出射。
本发明实施例中提到的环境光泛指除液晶显示装置本身发出的光之外的一切光，例如包括：日光灯发出的光、太阳光等。通常，环境光中包括蓝光、绿光和红光等多种不同波长的光。
虽然反射式液晶显示装置具有无需背光组件，节能护眼等优点，但是反射式液晶显示装置对环境光较为依赖。为了保证显示亮度，要尽可能提高液晶显示面板的光反射率，以提高反射光的强度。
作为一种可实施的方式，可以通过提高像素开口率，增加有效反射部(反射层包括有效反射部和无效反射部，被有效反射部反射的光能够从液晶显示面板出射，被无效反射部反射的光由于被黑矩阵图案遮挡不能从液晶显示面板出射)的面积使环境光尽可能多的被液晶显示面板反射后透射出来，提高显示亮度。参考3a和图3b所示，在液晶显示面板3不设置黑矩阵图案(blackmatrix，简称bm)的情况下，由于完全无黑矩阵图案的遮挡，因此像素开口率和有效反射部的面积都可以达到最大，从而使得液晶显示面板的反射率达到最大值。附图3a和图3b以像素电极101复用为反射层为例进行示意。然而，如图3a和图3b所示，由于像素电极101之间有一定的间隙，因而液晶显示面板3中像素电极101之间的间隙正对的区域无法形成稳定的电场，电场在像素电极101之间的间隙正对的区域是紊乱的，因此液晶在电场紊乱区不能被有效调制，进而如图3b所示斜入射到该电场紊乱区的光无法受到有效调制，经像素电极101反射后，会发生严重漏光，从而导致对比度(contrastratio，简称cr)下降，影响正常显示。
为了解决上述漏光问题，如图4a和图4b所示，可以在像素电极101上方，且正对像素电极101之间的间隙的区域设置黑矩阵图案202(黑矩阵图案202包括多条平行的第一遮光条和多条平行的第二遮光条)，通过黑矩阵图案202来遮挡光。如图4b所示，假设相邻两个像素电极101之间的间隙为a，液晶盒厚为c，黑矩阵图案202中遮光条的宽度为b，入射光与第一衬底100的法线的夹角为θ。当黑矩阵图案202中遮光条的宽度b满足b＞a-2×c*tanθ时，在不考虑对位情况下，即可防止漏光。示例的，c＝2.0μm，a＝3.0μm，θ＝30°，当b＞0.7μm，即可防止漏光。但是，在对盒基板20包括黑矩阵图案202，阵列基板10包括反射层的情况下，阵列基板10和对盒基板20在对盒过程中，阵列基板10和对盒基板由于形变、热膨胀等因素，将产生较大的对位偏差(通常≥±4μm)，最终直接导致漏光和对比度剧烈波动。为了改善这些不良，实际生产中需要增加b的值，b的值需要由0.7μm大幅增加至大于4.7μm。参考表1，以像素密度(pixelsperinch，简称ppi)为300，一个亚像素区33的面积为2394μm2，像素电极101复用为反射层，一个像素电极101的面积为2064μm2，相邻像素电极101之间的间隙a为3μm为例，计算开口率和反射率随黑矩阵图案202中遮光条的宽度b变化的结果。可以看出，对于高ppi的产品，开口率和反射率下降严重，显示亮度太低，从而影响正常显示。
表1
基于上述描述可知，在反射式液晶显示装置中不设置黑矩阵图案202的情况下，液晶显示面板会出现漏光造成对比度下降；在反射式液晶显示装置中设置黑矩阵图案202的情况下，液晶显示面板的开口率和反射率降低导致显示亮度降低，因而无法同时保证反射率和对比度，从而无法实现较高的画质。
基于此，本发明实施例提供一种应用于上述反射式液晶显示装置的阵列基板10，包括位于显示区31的多个亚像素区33以及用于界定多个亚像素区33的非透光区34。如图5a、图5b、图5c以及图5d所示，阵列基板10包括沿其厚度方向，依次设置在第一衬底100上的反射层106、透明的第一调光图案107以及第一配向层50；第一调光图案107与第一配向层50、反射层106均接触；反射层106至少包括位于亚像素区33的部分，第一调光图案107至少位于亚像素区33中的边缘区域，在反射层106还延伸至非透光区34的情况下，第一调光图案107在第一衬底100上的正投影覆盖反射层106位于非透光区34的部分在第一衬底100上的正投影。其中，第一调光图案107用于和第一配向层50一起对射到反射层106上的环境光相干减弱。
附图5c中未示意出反射层106。
应当理解到，反射层106至少包括位于亚像素区33的部分，第一调光图案107至少位于亚像素区33中的边缘区域，因而位于亚像素区33中的边缘区域的第一调光图案107在第一衬底100上的正投影覆盖位于亚像素区33中的边缘区域的反射层106在第一衬底100上的正投影。
如图6所示，根据薄膜干涉原理，在不考虑半波损的情况下，当干涉膜上下表面反射光的光程差δ满足δ＝(2k+1)λ/2(k＝0，1，2，3…)时，反射光相干减弱，透射光增强；当干涉膜上下表面反射光的光程差δ满足δ＝kλ(k＝0，1，2，3…)时，反射光相干增强，透射光减弱。其中，
基于上述薄膜干涉原理，当第一配向层50上下表面反射光的光程差和第一调光图案107上下表面反射光的光程差之和满足δ＝(2k+1)λ/2时，反射光相干减弱，因而可以减少反射光。由于第一调光图案107可以和第一配向层50一起对射到反射层106上的光相干减弱，因而设置有第一调光图案107区域的反射光的强度小于未设置有第一调光图案107区域的反射光的强度。
此处，在制作阵列基板时，由于第一配向层50的厚度和折射率一般是固定的，因此可以通过调整第一调光图案107的折射率(通过调整第一调光图案107的材料来改变第一调光图案107的折射率)、第一调光图案107的厚度等来使得反射光相干减弱，从而达到减少反射光的目的。本领域技术人员应该明白，由于环境光中包括多种不同波长的光，入射光以多个角度入射到液晶显示面板上，因而不可能各种波长、各个角度的光都满足相干减弱条件，只要有部分光满足相干减弱条件，都可以到减少反射光，使得设置有第一调光图案107区域的反射光的强度小于未设置有第一调光图案107区域的反射光的强度。
本发明实施例中的第一调光图案107可以是单层结构，也可以包括多层结构。在第一调光图案107为单层结构的情况下，上述第一配向层50上下表面反射光的光程差和第一调光图案107上下表面反射光的光程差之和为：
在第一调光图案107包括多层结构的情况下，上述第一配向层50上下表面反射光的光程差和第一调光图案107上下表面反射光的光程差之和为第一配向层50上下表面反射光的光程差加上第一调光图案107中每层上下表面反射光的光程差之和，即
由上述可以看出，在第一调光图案107为单层结构的情况下，在设计第一调光图案107时，易于计算第一调光图案107的厚度。
此处，对于反射层106的材料不进行限定，例如可以为al(铝)、ag(银)、cu(铜)、mg(镁)、alnd(钕)合金中的一种或多种。
在一些实施例中，如图5a和图5b所示，反射层106仅包括位于亚像素区33的部分。在此情况下，由于反射层106仅包括位于亚像素区33的部分，而未设置在非透光区34，因而环境光可以从非透光区34透射出去，不会被反射造成漏光，因此第一调光图案107可以仅位于亚像素区33中的边缘区域；当然，第一调光图案107也可以不仅位于亚像素区33中的边缘区域，还延伸至非透光区34。
在另一些实施例中，如图5c和图5d所示，反射层106既包括位于亚像素区33的部分，还包括位于非透光区34的部分。在此情况下，第一调光图案107不仅位于亚像素区33的边缘，而且还延伸至非透光区34，且在非透光区34中，第一调光图案107在第一衬底100上的正投影覆盖反射层106位于非透光区34的部分在第一衬底100上的正投影。
在反射层106仅包括位于亚像素区33中的部分的情况下，在一些实施例中，如图5a和图5b所示，反射层106包括多个间隔设置的反射单元，每个反射单元设置在一个亚像素区33，即，反射单元一一对应的设置在亚像素区33。在此基础上，可选的，反射单元复用为像素电极101。
在另一些实施例中，反射层106复用为公共电极，在此情况下，位于亚像素区33中的部分和位于非透光区34的部分可以连为一体。
本发明实施例中，反射层106复用为像素电极101或公共电极103，可以减小阵列基板10的厚度。在阵列基板应用于反射式液晶显示装置时，可以减小反射式液晶显示装置的厚度。
在阵列基板10包括像素电极101和反射层106(在此情况下，反射层106设置在像素电极101靠近第一衬底100的一侧)的情况下，像素电极101的材料例如可以选用氧化铟锡(indiumtinoxide，简称ito)或氧化铟锌(indiumzincoxide，简称izo)等透明导电材料，这样既可以实现高透过率，又能够导电。在像素电极101复用为反射层106的情况下，像素电极101的材料为金属材料，这样一来，像素电极101既可以作为反射层，反射环境光，又能够导电，作为电极使用。
在阵列基板10既包括像素电极101、公共电极103，也包括反射层106时，为了避免反射层106影响像素电极101和公共电极103产生的电场，因而反射层106设置在像素电极101和公共电极103靠近第一衬底100的一侧。
此外，对于第一调光图案107的材料不进行限定，例如可以为siox(氧化硅)、sinx(氮化硅)、sinxoy(氮氧化硅)、ito中的一种或多种。
本发明实施例提供一种阵列基板10，阵列基板10包括反射层106、第一调光图案107以及第一配向层50，第一调光图案107与第一配向层50、反射层106均接触，反射层106至少包括位于亚像素区33的部分，第一调光图案107至少位于亚像素区33中的边缘区域，在反射层106还延伸至非透光区34的情况下，第一调光图案107在第一衬底100上的正投影覆盖反射层106位于非透光区34的部分在第一衬底100上的正投影。由于第一调光图案107可以和第一配向层50一起对射到反射层106上的光相干减弱，减少反射光，以使得设置有第一调光图案107区域的反射光的强度小于未设置有第一调光图案107区域的反射光的强度，因而当环境光经过未设置有像素电极101的电场紊乱区后射到反射层106上会发生相干减弱，降低了反射率，减少了反射光，从而减少了漏光，改善对比度下降的问题。此外，相对于在对盒基板20包括黑矩阵图案时，阵列基板10和对盒基板20对位时需要考虑对位偏差导致的漏光，因此会增加黑矩阵图案202中遮光条的宽度，从而导致开口率下降，而本发明实施例中由于阵列基板10包括第一调光图案107，第一调光图案107可以减少漏光，因而对盒基板20上无需设置黑矩阵图案202，这样一来就无需考虑阵列基板10和对盒基板20对位偏差导致的漏光。因此设置在亚像素区33的第一调光图案107的宽度可以较小，从而增大了开口率，提高反射率，进而提高显示亮度。
在此基础上，由于第一调光图案107设置在反射层106远离第一衬底100的一侧，因而第一调光图案107还可以起到保护反射层106的作用。
作为一种可实施的方式，可以通过选取反射率较高的材料作为反射层106的材料，来提高反射式液晶显示装置的显示亮度。常见的反射率较高的材料一般为ag、al、alnd合金等，ag是自然界可见光反射率较高的金属材料之一，其平均反射率可以达到90％以上。从图7中ag、al的反射光谱可以看出，ag平均反射率虽然很高，但由于ag的禁带宽度与短波光子能量相近，会发生光吸收，因而ag在短波长可见光(380～450nm)的照射下反射率下降明显。al和alnd也有各自反射率较低的波段。此外，ag、al反射率虽然相对较高，但金属活性也很高，在液晶显示面板的制程中，表面极易发生氧化或其它化学反应，最终导致反射率下降。
基于上述，可选的，如图8a和图8b所示，阵列基板10还包括设置在反射层106和第一配向层50之间透明的第二调光图案108；第二调光图案108与第一配向层50、反射层106均接触；第二调光图案108位于亚像素区33，且第一调光图案107包围第二调光图案108。
其中，第二调光图案108用于和第一配向层50一起对射到反射层106上的环境光相干增强。
本发明实施例中的第二调光图案108和第一配向层50共同相当于上述的干涉膜。基于上述薄膜干涉原理，当第一配向层50上下表面反射光的光程差和第二调光图案108上下表面反射光的光程差之和满足δ＝kλ时，反射光相干增强，因而可以增加反射光。由于第二调光图案108可以和第一配向层50一起对射到反射层106上的光相干增强，因而设置有第二调光图案108区域的反射光的强度大于未设置有第二调光图案108区域的反射光的强度。
此处，在制作阵列基板时，由于第一配向层50的厚度和折射率一般是固定的，因此可以通过调整第二调光图案108的折射率(通过调整第二调光图案108的材料来改变第二调光图案108的折射率)、第二调光图案108的厚度等来使得反射光相干增强，从而达到增加反射光的目的。本领域技术人员应该明白，由于环境光中包括多种不同波长的光，入射光以多个角度入射到液晶显示面板上，因而不可能各种波长、各个角度的光都满足相干增强条件，只要有部分光满足相干增强条件，都可以到增加反射光，使得设置有第二调光图案108区域的反射光的强度大于未设置有第二调光图案108区域的反射光的强度。
本发明实施例中的第二调光图案108可以是单层结构，也可以包括多层结构。在第二调光图案108为单层结构的情况下，上述第一配向层50上下表面反射光的光程差和第二调光图案108上下表面反射光的光程差之和为：
在第二调光图案108包括多层结构的情况下，上述第一配向层50上下表面反射光的光程差和第二调光图案108上下表面反射光的光程差之和为第一配向层50上下表面反射光的光程差加上第二调光图案108中每层上下表面反射光的光程差之和，即
由上述可知，在第二调光图案108为单层结构的情况下，在设计第二调光图案108时，易于计算第二调光图案108的厚度。
由于亚像素区33设置有第二调光图案108，第二调光图案108可以和第一配向层50一起对射到反射层107上的光相干增强，增加反射光，以使得设置有第二调光图案108区域的反射光的强度大于未设置有第二调光图案108区域的反射光的强度，因而当环境光射到第二调光图案108上会发生相干增强，提高反射率，增加反射光。因此在阵列基板应用于液晶显示面板时，可以提高液晶显示面板的显示亮度。
在此基础上，在阵列基板10的制作过程中，相对于不设置第二调光图案108而在反射层106上直接制作第一配向层50，存在第一配向层50制作时需要经过高温高湿固化，因而极易使反射层106氧化，降低反射层106的反射率的问题。本发明实施例中，第二调光图案108设置在反射层106和第一配向层50之间，由于第二调光图案108的材料一般为钝化材料(例如siox、sinx)或金属氧化物，化学性能比较稳定，因而第二调光图案108还可以起到保护反射层106的作用，防止反射层106表面发生化学反应降低反射率。
需要说明的是，第一调光图案107的材料和第二调光图案108的材料可以相同，也可以不相同，对此不进行限定。当第一调光图案107的材料和第二调光图案108的材料相同时，第一调光图案107的厚度和第二调光图案108的厚度不相同。
当第一调光图案107的材料和第二调光图案108的材料相同，第一调光图案107的厚度和第二调光图案108的厚度不相同时，可以利用一种掩膜板同时形成第一调光图案107和第二调光图案108，从而简化了阵列基板10的制作工艺，节约了成本。同时形成第一调光图案107和第二调光图案108的过程为：在第一衬底100上通过化学或物理气相沉积法形成一层调光膜层，涂覆光刻胶，利用半色调掩膜板(halftonemask，简称htm)进行掩膜曝光、显影以及刻蚀等工艺同时形成第一调光图案107和第二调光图案108，最后剥离光刻胶。当第一调光图案107的材料和第二调光图案108的材料相同时，第一调光图案107的折射率和第二调光图案108的折射率相同。
当第一调光图案107的材料和第二调光图案108的材料不相同时，需要分别沉积第一调光膜层和第二调光膜层，对第一调光膜层和第二调光膜层分别进行构图(构图包括涂覆光刻胶、掩膜曝光、显影以及刻蚀等工艺)来形成第一调光图案107和第二调光图案108。这样一来，在形成第一调光图案107和第二调光图案108时需要两张掩膜板(mask)，进行两次构图。此外，在第一调光图案107的材料和第二调光图案108的材料不相同的情况下，可以先制作第一调光图案107，再制作第二调光图案108；也可以先制作第二调光图案108，再制作第一调光图案107。当第一调光图案107的材料和第二调光图案108的材料不相同时，第一调光图案107的折射率和第二调光图案108的折射率不相同。
根据上述相干减弱原理，在第一调光图案107为单层结构的情况下，第一调光图案107的厚度d1为：
其中，k为自然数，n1为第一调光图案107的折射率，n0为液晶的折射率，n3为第一配向层50的折射率，d3为第一配向层50的厚度，θ为环境光与第一衬底100的法线的夹角。
由于第一配向层50的厚度较小，因此在一些实施例中，可以忽略第一配向层50上下表面反射光的光程差，在此情况下，
环境光是以多个角度入射到液晶显示面板中，并被液晶显示面板中的反射层106反射后进入观看者的眼睛，考虑到θ大于40°或小于20°时，被反射层106反射的光一般不能进入人眼，因而在计算第一调光图案107的厚度d1时，θ的取值范围为20°～40°。示例的，θ可以为20°、30°或40°。在其它条件不变的情况下，θ为30°时，进入到人眼的光线最多。
此外，环境光中包括多个波长的光，由于人眼对530～550nm波段的光较为敏感，因而在计算第一调光图案107的厚度d1时，λ的取值范围为530～550nm。示例的，λ为530nm或550nm。其中，人眼对波长为550nm的光最为敏感。
根据上述计算第一调光图案107厚度d1的公式可知，在θ和λ的取值一定的情况下，当k取不同的自然数，可以计算得到第一调光图案107的多个厚度值。在制作阵列基板10的第一调光图案107时，可以选取计算得到的第一调光图案107的多个厚度值中的任意一个厚度值作为第一调光图案107的厚度。
根据上述相干增强原理，在第二调光图案108为单层结构的情况下，第二调光图案108的厚度d2为：
其中，k为自然数，n2为第二调光图案108的折射率，n0为液晶的折射率，n3为第一配向层50的折射率，d3为第一配向层50的厚度，θ为环境光与第一衬底100的法线的夹角，θ的取值范围为20°～40°，λ的取值范围为530～550nm。
由于第一配向层50的厚度较小，因此在一些实施例中，可以忽略第一配向层50上下表面反射光的光程差，在此情况下，
上述实施例已经详细说明了将θ的取值范围设定为20°～40°以及λ的取值范围设定为530～550nm的原因，因而此处不再赘述。
根据上述计算第二调光图案108厚度d2的公式可知，在θ和λ的取值一定的情况下，当k取不同的自然数时，可以计算得到第二调光图案108的多个厚度值。在制作阵列基板10的第二调光图案108时，可以选取计算得到的第二调光图案108的多个厚度值中的任意一个厚度值作为第二调光图案108的厚度。
作为一种可实施的方式，还可以根据下述方法确定第一调光图案107的厚度。
第一步：设定环境光与第一衬底100的法线的夹角为θ1，选取一个特定的单一波长λ1，例如θ1为30°，λ1为550nm，根据相干减弱公式，计算出第一调光图案107的厚度d1。厚度d1对于波长λ1满足相干减弱条件。
第二步：d1和λ1确定后，反射光强度随波长变化(波长为λ1时反射光强度最小，其他波长反射光强度大于最小值)，反射光强度是波长的函数，在可见光波长为380～780nm对反射光的强度积分，得到一个平均强度。
第三步：选取不同的波长，重复上述第一步和第二步，可以得到多个平均强度k1，k2，k3，k4。选取合适的拟合方式对平均强度拟合，可得强度曲线。此时，反射光强度是第一调光图案107的厚度的函数，通过寻找极值，可找到强度最低点，最终得到最佳厚度。最佳厚度可能与d1相同，也可以不相同。例如d1为550nm时，最佳厚度为530nm或580nm。
作为一种可实施的方式，还可以根据下述方法确定第二调光图案108的厚度。
第一步：设定环境光与第一衬底100的法线的夹角为θ1，选取一个特定的单一波长λ1，例如θ1为30°，λ1为550nm，根据相干增强公式，计算出第二调光图案108的厚度d2。厚度d2对于波长λ1满足相干增强条件。
第二步：d2和λ1确定后，反射光强度随波长变化(波长为λ1时反射光强度最大，其他波长反射光强度小于最大值)，反射光强度是波长的函数，在可见光波长为380～780nm对反射光的强度积分，得到一个平均强度。
第三步：选取不同的波长，重复上述第一步和第二步，可以得到多个平均强度k1，k2，k3，k4。选取合适的拟合方式对平均强度拟合，可得强度曲线。此时，反射光强度是第一调光图案107的厚度的函数，通过寻找极值，可找到强度最低点，最终得到最佳厚度。最佳厚度可能与d2相同，也可以不相同。例如d2为550nm时，最佳厚度为530nm或580nm。
在此基础上，考虑到反射层106的材料都具有各自反射率较低的波段，因而在选取第一调光图案107的厚度时，可以使反射率较高波段的光满足相干减弱条件(即计算第一调光图案107的厚度时，波长λ选取反射率较高波段的光的波长)，使反射率较高波段的光尽量被吸收；在选取第二调光图案108的厚度时，可以使反射率较低波段的光满足相干增强条件(即计算第二调光图案108的厚度时，波长λ选取反射率较低波段的光的波长)，使反射率较低波段的光尽量被反射，提高反射率，减少反射率较低波段的光被吸收导致的反射率的下降。
示例的，如图7所示，ag在短波长(380～450nm)的反射率较低，因而在反射层106的材料为ag的情况下，选取第一调光图案107的厚度时，应使长波长光满足相干减弱条件，以使长波长的光尽量被吸收。选取第二调光图案108的厚度时，应使短波长光满足相干增强条件，以使短波长尽量发生反射，减小短波长的光被ag吸收导致的能量损失，提高反射率。
本发明实施例，在选取第一调光图案107和第二调光图案108的厚度时，除了应使第一调光图案107满足相干减弱条件，第二调光图案108满足相干增强条件外，考虑到第一调光图案107和第二调光图案108自身透过率虽然很高，但对光也有一定的吸收，因此选取第一调光图案107的厚度时，第一调光图案107的厚度应尽量大，以确保光的吸收，选取第二调光图案108的厚度时，第二调光图案108的厚度应尽量小，以确保透过率。即，第一调光图案107的厚度大于第二调光图案108的厚度。
示例的，以反射层106的材料为al、第一调光图案107和第二调光图案108的材料均为siox，第一配向层50的材料为聚酰亚胺为例，图9示意出了siox在不同厚度下，波长与反射率的关系曲线，表2示意出了siox厚度与反射率的关系。
表2
参考图9和表2，可以选取第一调光图案107的厚度为
此外，在第一调光图案107的材料和第二调光图案108的材料相同的情况下，第一调光图案107的折射率和第二调光图案108的折射率相同，在选取第一调光图案107的厚度和第二调光图案108的厚度时，为了实现较好的光学效果，如减少漏光，提高对比度，第一调光图案107的厚度和第二调光图案108的厚度的差异会较大。考虑到第一调光图案107的厚度和第二调光图案108的厚度差异太大，会给工艺管控带来困难，如造成平整度较差，在第一调光图案107和第二调光图案108上形成其它膜层容易断裂，因而还可以调整使正对第一调光图案107的反射层106的材料和正对第二调光图案108的反射层106的材料不同(材料不同，折射率不同)，和/或，调整使正对第一调光图案107的第一配向层50的材料和正对第二调光图案108的第一配向层50的材料不同，来降低第一调光图案107和第二调光图案108的厚度差异。
在一些实施例中，如图8b所示，沿非透光区34到亚像素区33的方向，第一调光图案107位于亚像素区33的宽度t为h·tanθ；其中，h为第一调光图案107到该阵列基板所应用的液晶显示面板的对盒基板20之间的距离，θ为环境光与第一衬底100的法线的夹角，θ的取值范围为20°～40°。
此处，θ可以为20°、30°或40°。
示例的，当θ为30°，h为2.0μm时，t为1.15μm。
在此基础上，考虑到阵列基板上不同膜层间的对位精度为±0.15μm，因此在一些实施例中，第一调光图案107位于亚像素区33的宽度t为h·tanθ+0.15。当θ为30°，h为2.0μm时，第一调光图案107位于亚像素区33的宽度t为1.3μm。
本发明实施例中，当第一调光图案107位于亚像素区33的宽度t为h·tanθ时，射入到液晶显示面板中，经过像素电极101之间间隙正对的区域的环境光都会被相干减弱，从而避免了漏光。
本发明实施例还提供一种阵列基板10的制备方法，阵列基板10包括位于显示区31的多个亚像素区33以及用于界定多个亚像素区33的非透光区34。
如图10所示，阵列基板10的制备方法包括：
s100、在第一衬底100上形成反射层106。
此处，对于反射层106的材料不进行限定，例如可以为al、ag、cu、mg、alnd合金中的一种或多种。
在一些实施例中，如图5a和图5b所示，反射层106仅包括位于亚像素区33的部分。在另一些实施例中，如图5c和图5d所示，反射层106既包括位于亚像素区33的部分，还包括位于非透光区34的部分。
在反射层106仅包括位于亚像素区33中的部分的情况下，在一些实施例中，如图5a和图5b所示，反射层106包括多个间隔设置的反射单元，每个反射单元设置在一个亚像素区33，即，反射单元一一对应的设置在亚像素区33。在此基础上，可选的，反射单元复用为像素电极101。
需要说明的是，在第一衬底100上形成反射层106之前，在第一衬底100上形成薄膜晶体管102、公共电极103、栅线109以及数据线110等。
s101、在反射层106上形成透明的第一调光图案107和透明的第二调光图案108，第二调光图案108位于亚像素区33，第一调光图案107至少位于亚像素区33中的边缘区域且包围第二调光图案108；在反射层106还延伸至非透光区34的情况下，第一调光图案107在第一衬底100上的正投影覆盖反射层106位于非透光区34的部分在第一衬底100上的正投影。第一调光图案107、第二调光图案108均与反射层106接触。
其中，第一调光图案107用于和第一配向层50一起对射到反射层106上的环境光相干减弱；第二调光图案108用于和第一配向层50一起对射到反射层106上的环境光相干增强。
在反射层106仅包括位于亚像素区33的部分的情况下，第一调光图案107可以仅位于亚像素区33中的边缘区域；当然，第一调光图案107也可以不仅位于亚像素区33中的边缘区域，还延伸至非透光区34。在反射层106既包括位于亚像素区33的部分，还包括位于非透光区34的部分的情况下，第一调光图案107不仅位于亚像素区33的边缘，而且还延伸至非透光区34，且在非透光区34中，第一调光图案107在第一衬底100上的正投影覆盖反射层106位于非透光区34的部分在第一衬底100上的正投影。
此处，第一调光图案107的材料和第二调光图案108的材料可以相同；也可以不相同，对此不进行限定。当第一调光图案107的材料和第二调光图案108的材料相同时，可以利用一种掩膜板同时形成第一调光图案107和第二调光图案108，从而简化了阵列基板10的制作工艺，节约了成本。第一调光图案107的材料和第二调光图案108的材料相同时，第一调光图案107的厚度和第二调光图案108的厚度不相同。
s102、形成第一配向层50。第一配向层50与第一调光图案107、第二调光图案108均接触。
本发明实施例提供一种阵列基板的制备方法，阵列基板的制备方法具有与上述实施例提供的阵列基板相同的结构和有益效果，由于上述实施例已经对阵列基板的结构和有益效果进行了详细的描述，因而此处不再赘述。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。
- 还没有人留言评论。精彩留言会获得点赞！