一种基板和显示装置的制作方法

1.本公开涉及显示技术领域，尤其涉及一种基板和显示装置。


背景技术：

2.随着科技的进步，液晶显示器由于体积小、厚度薄、重量轻及功耗低而被广泛应用在电视、电脑、手机等电子产品上。液晶显示器不能自发光，需要额外的背光提供亮度。在暗态时，液晶由于受不规则电场影响而在某些位置偏转，使得背光亮度透过偏转的液晶被人眼接收，导致暗态亮度增加，影响观看效果。


技术实现要素：

3.本公开实施例提供一种基板和显示装置，以解决或缓解现有技术中的一项或更多项技术问题。
4.作为本公开实施例的第一个方面，本公开实施例提供一种基板，包括阵列排布的多个子像素单元，每个子像素单元包括基底、薄膜晶体管、像素电极和公共电极，公共电极位于基底的一侧，薄膜晶体管和像素电极位于基底和公共电极之间，薄膜晶体管包括控制端、第一极和第二极，像素电极与第二极连接，控制端呈块状，控制端的边界在基底上的正投影位于公共电极在基底上的正投影范围内。
5.在一些可能的实现方式中，控制端在基底上的正投影与公共电极在基底上的正投影存在第一交叠区域，第一交叠区域自控制端的边界朝向控制端的中部延伸。
6.在一些可能的实现方式中，在所述控制端在所述基底上的正投影部分位于所述第一交叠区域的情况下，所述第一交叠区域的宽度范围d满足0＜d＜s/2，s为所述控制端的宽度，其中，d与s的测量方向相同；或者，
7.在所述控制端在所述基底上的正投影完全位于所述第一交叠区域的情况下，所述第一交叠区域的宽度d与所述控制端的宽度s相等，其中，d与s的测量方向相同。
8.在一些可能的实现方式中，公共电极的与第一交叠区域对应的部分呈连续片状。
9.在一些可能的实现方式中，薄膜晶体管还包括有源层，基板还包括第一绝缘层，控制端位于基底的一侧，第一绝缘层位于控制端背离基底的一侧，有源层位于第一绝缘层背离基底的一侧，第一极和第二极位于有源层背离基底的一侧，第一极在基底上的正投影位于控制端在基底上的正投影范围内。
10.在一些可能的实现方式中，基板还包括第二绝缘层，第二绝缘层位于第二极背离基底的一侧，公共电极位于第二绝缘层背离基底的一侧，
11.像素电极位于有源层和第二极之间，或者，像素电极位于第二极和第二绝缘层之间。
12.在一些可能的实现方式中，薄膜晶体管还包括有源层，有源层位于基底的一侧，基板还包括第一绝缘层、第二绝缘层和第三绝缘层，第一绝缘层位于有源层背离基底的一侧，控制端位于第一绝缘层背离基底的一侧，第二绝缘层位于控制端背离基底的一侧，第三绝
缘层位于第二绝缘层背离基底的一侧，第一极、第二极和像素电极位于第二绝缘层和第三绝缘层之间，公共电极位于第三绝缘层背离基底的一侧。
13.在一些可能的实现方式中，第一极在基底上的正投影与公共电极在基底上的正投影存在第二交叠区域，第二交叠区域自第一极的外边界朝向控制端的中部延伸。
14.在一些可能的实现方式中，公共电极包括位于子像素单元内的多个间隔设置的第一条状子电极，像素电极呈片状结构。
15.在一些可能的实现方式中，基板还包括多条栅线和多条数据线，多条栅线和多条数据线限定出多个子像素单元，第一条状子电极的延伸方向与数据线的延伸方向一致。
16.在一些可能的实现方式中，公共电极还包括第二条状子电极，第二条状子电极的延伸方向与数据线的延伸方向一致，数据线在基底上的正投影位于第二条状子电极在基底上的正投影范围内。
17.在一些可能的实现方式中，公共电极还包括连接部，各第一条状子电极和第二条状子电极通过连接部相互连接。
18.作为本公开实施例的第二方面，本公开实施例提供一种显示装置，包括相对设置的第一基板和第二基板，以及位于第一基板和第二基板之间的液晶，第一基板采用本公开任一实施例中的基板，公共电极朝向液晶。
19.本公开实施例的技术方案，在暗态下，控制端的边界与像素电极产生的电场、控制端的边界与公共电极产生的电场均可以被具有公共电压的公共电极所屏蔽，避免电场进入液晶层引起液晶偏转，从而避免了由于不规则电场引起的液晶偏转漏光，降低了显示装置在暗态下的亮度，提升了产品的对比度。
20.上述概述仅仅是为了说明书的目的，并不意图以任何方式进行限制。除上述描述的示意性的方面、实施方式和特征之外，通过参考附图和以下的详细描述，本公开进一步的方面、实施方式和特征将会是容易明白的。
附图说明
21.在附图中，除非另外规定，否则贯穿多个附图相同的附图标记表示相同或相似的部件或元素。这些附图不一定是按照比例绘制的。应该理解，这些附图仅描绘了根据本公开的一些实施方式，而不应将其视为是对本公开范围的限制。
22.图1为相关技术中液晶显示装置在暗态下漏光的示意图；
23.图2为本公开一实施例中基板的平面示意图；
24.图3为图2中的a-a截面结构示意图；
25.图4为本公开另一实施例中基板的截面结构示意图；
26.图5为图2中的b-b示意图；
27.图6a为本公开一实施例基板中形成栅金属层后的平面示意图；
28.图6b为图6a中的a-a截面结构示意图；
29.图7a为本公开一实施例基板中形成有源层后的平面示意图；
30.图7b为图7a中的a-a截面结构示意图；
31.图8a为本公开一实施例基板中形成像素电极后的平面示意图；
32.图8b为图8a中的a-a截面结构示意图；
33.图9a为本公开一实施例基板中形成源漏金属层后的平面示意图；
34.图9b为图9a中的a-a截面结构示意图。
35.附图标记说明：
36.10、基底；11、栅线；12、控制端；21、第一绝缘层；31、有源层；41、像素电极；51、数据线；52、第一极；53、第二极；61、第二绝缘层；71、公共电极；711、第一条状电极；712、第二条状电极；713、连接部。
具体实施方式
37.在下文中，仅简单地描述了某些示例性实施例。正如本领域技术人员可认识到的那样，在不脱离本公开的精神或范围的情况下，可通过各种不同方式修改所描述的实施例。因此，附图和描述被认为本质上是示例性的而非限制性的。
38.图1为相关技术中液晶显示装置在暗态下漏光的示意图。从图1可以看出，在暗态下，显示装置存在漏光，导致暗态亮度增加，影响观看效果。
39.基板例如阵列基板中存在多种金属走线，金属走线的相对位置使得阵列基板中电场线分布紊乱，并且无法有效控制，导致部分区域液晶偏转而漏光。常规技术中，避免漏光的技术方案是采用黑矩阵进行遮挡。但是，黑矩阵只能遮挡正视角的漏光，如果要保证黑矩阵可以遮挡斜视角漏光，就需要加大黑矩阵的尺寸，这样就会降低显示装置的开口率。
40.另外，显示装置中的液晶材料是各向异性的，各向异性的液晶材料具有光传播性，漏光区域会将少量光传输至像素区域，虽然从视觉上看不出明显漏光，但影响了产品的对比度。
41.对于边缘场开关(fringe field switching，ffs)模式的液晶显示装置，在暗态下，像素电极和公共电极的电压均为0v，源电极电压为0～
±vop
范围内任一电压值，栅电极电压通常为-8v或是18v。因此，暗态下，栅电极与像素电极、公共电极间均存在压差而产生电场，源电极与像素电极、公共电极间均存在压差而产生电场。这些电场会导致对应位置液晶发生偏转，导致漏光。虽然有黑矩阵进行漏光遮挡，但在黑矩阵尺寸一定的情况下，黑矩阵无法遮挡斜视角漏光，导致显示装置在暗态下亮度偏高，使得对比度降低。并且，黑矩阵与阵列基板对位会存在偏差，受工艺稳定性影响较大，导致暗态下亮度存在较大波动，宏观表现为对比度波动较大，很难满足客户对对比度的要求。
42.为了解决显示装置漏光的问题，本公开实施例提供了一种基板。
43.图2为本公开一实施例中基板的平面示意图，图3为图2中的a-a截面结构示意图，图2示出了基板中的一个子像素单元，为了方便清楚显示，图2中未示出有源层31。如图2和图3所示，基板可以包括多条栅线11和多条数据线51，多条栅线11和多条数据线51限定出阵列排布的多个子像素单元。每个子像素单元可以包括基底10、薄膜晶体管、像素电极41和公共电极71，公共电极71位于基底10的一侧，薄膜晶体管和像素电极41位于基底10和公共电极71之间，薄膜晶体管包括控制端12、有源层31、第一极52和第二极53。像素电极41与薄膜晶体管的第二极53连接，薄膜晶体管的控制端12呈块状，薄膜晶体管的控制端12的边界在基底10上的正投影位于公共电极71在基底10上的正投影范围内。
44.示例性地，控制端可以为栅电极，第一极52和第二极53中的一个可以为源电极，另一个可以为漏电极。例如，第一极52可以为源电极，第二极53可以为漏电极。
45.本公开实施例的基板，薄膜晶体管和像素电极41位于基底10和公共电极71之间，薄膜晶体管的控制端12呈块状，薄膜晶体管的控制端12的边界在基底10上的正投影位于公共电极71在基底10上的正投影范围内，从而，薄膜晶体管的控制端12在基底10上的正投影与公共电极71在基底10上的正投影存在第一交叠区域。
46.可以理解的是，在暗态下，像素电极和公共电极的电压均为0v，栅电极电压通常为-8v或是18v。本公开实施例的基板，薄膜晶体管的控制端12的边界在基底10上的正投影位于公共电极71在基底10上的正投影范围内，从而，在暗态(l0状态)下，控制端12的边界与像素电极41产生的电场、控制端12的边界与公共电极71产生的电场均可以被具有公共电压的公共电极71所屏蔽，避免电场进入液晶层引起液晶偏转，从而避免了由于不规则电场引起的液晶偏转漏光，降低了显示装置在暗态下的亮度，提升了产品的对比度。
47.在一种实施方式中，第一交叠区域自控制端12的边界朝向控制端12的中部延伸。可以理解的是，控制端12的材质可以采用具有遮光性的金属，控制端12由于具有遮光性，可以避免光线从控制端12中部穿过，漏光通常发生在控制端12的边界位置。从而，将第一交叠区域设置为自控制端12的边界朝向控制端12的中部延伸，控制端12的边界及靠近边界的位置与像素电极41产生的电场、控制端12的边界及靠近边界的位置与公共电极71产生的电场均可以被具有公共电压的公共电极71屏蔽掉，避免靠近控制端12边界的液晶偏转，避免控制端12边界漏光。
48.在一种实施方式中，如图1所示，在控制端12在基底10上的正投影部分位于第一交叠区域的情况下，第一交叠区域的宽度范围d满足0＜d＜s/2，s为所述控制端的宽度，其中d与s的测量方向相同。第一交叠区域的宽度为第一交叠区域在与其延伸方向相垂直方向上的尺寸，例如，如图2所示，在第一交叠区域沿竖直方向延伸的部分上，第一交叠区域的宽度为沿水平方向的尺寸，在第一交叠区域沿水平方向延伸的部分上，第一交叠区域的宽度为沿竖直方向上的尺寸，如图2中示出的d。
49.在一种实施方式中，在控制端12在基底10上的正投影完全位于第一交叠区域的情况下，第一交叠区域的宽度d与控制端12的宽度s相等，其中d与s的测量方向相同。
50.在一种实施方式中，公共电极71的与第一交叠区域对应的部分呈连续片状。从而，公共电极71可以完全将第一交叠区域的电场线屏蔽掉，避免电场线漏出导致液晶偏转漏光，杜绝了控制端12的边界漏光。
51.如图2和图3所示，基板还可以包括第一绝缘层21，薄膜晶体管还可以包括有源层31。控制端12位于基底10的一侧，第一绝缘层21位于控制端12背离基底10的一侧，有源层31位于第一绝缘层21背离基底10的一侧。第一极52和第二极53位于有源层31背离基底10的一侧。在一种实施方式中，第一极52在基底10上的正投影位于控制端12在基底10上的正投影范围内。
52.可以理解的是，液晶显示装置中，背光可以设置在基底10背离薄膜晶体管的一侧，从而，控制端12可以从背光侧遮挡第一极52，在第一极52与公共电极41产生电场导致液晶偏转时，由于控制端12遮挡光线，不会出现由于液晶偏转而出现的漏光。
53.在一种实施方式中，第一极52在基底10上的正投影与公共电极71在基底10上的正投影存在第二交叠区域，第二交叠区域自第一极52的外边界朝向控制端12的中部延伸。这样的设置方式，具有公共电压的公共电极71可以对第一极52外边界产生的电场形成屏蔽，
避免第一极52外边界电场引起液晶偏转而漏光。
54.在图2所示实施例中，第一极52呈“u”型槽状，第二极53插设在第一极52的槽内。可以理解的是，第一极52的具体形状可以根据实际需要设置，并不限于图1中的形状。第一极52的外边界可以为第一极52的朝向控制端52外侧的边界。
55.在一种实施方式中，如图3所示，基板还可以包括第二绝缘层61，第二绝缘层61位于第二极53背离基底10的一侧，公共电极71位于第二绝缘层61背离基底的一侧。示例性地，像素电极41可以位于有源层31与第二极53之间，或者，像素电极41可以位于第二极53与第二绝缘层61之间，像素电极41与第二极53连接。
56.图2和图3中示出的薄膜晶体管为底栅型薄膜晶体管，本公开的技术方案同样适用于顶栅型薄膜晶体管。
57.图4为本公开另一实施例中基板的截面结构示意图。如图4所示，薄膜晶体管包括控制端12、第一极52、第二极53和有源层31。基板还包括第一绝缘层21、第二绝缘层61、第三绝缘层81。有源层31位于基底10的一侧，第一绝缘层21位于有源层31背离基底10的一侧，控制端12位于第一绝缘层21背离基底10的一侧，第二绝缘层61位于控制端12背离基底10的一侧，第三绝缘层81位于第二绝缘层61背离基底10的一侧。第一极52、第二极53和像素电极41均位于第二绝缘层61和第三绝缘层81之间，像素电极41与第二极53连接。第一极52通过贯穿第二绝缘层61和第一绝缘层21的过孔与有源层31连接，第二极53通过贯穿第二绝缘层61和第一绝缘层21的过孔与有源层31连接。示例性地，像素电极41位于第二绝缘层61背离基底10的一侧，第一极52和第二极53位于像素电极41背离基底10的一侧。公共电极71位于第三绝缘层81背离基底10的一侧。
58.可以理解的是，在顶栅型薄膜晶体管中，第一极52的外边界在基底10上的正投影可能位于有源层31在基底上的正投影范围外，导致有源层31无法遮挡第一极52边界，导致第一极52边界漏光。在一种实施方式中，第一极52在基底上的正投影与公共电极71在基底上的正投影存在第二交叠区域，第二交叠区域自第一极52的外边界朝向控制端12的中部延伸。从而，在第一极52与公共电极之间产生电场时，公共电极的与第二交叠区域对应的部分可以对第一极52边界的电场产生屏蔽作用，避免第一极52边界对应的液晶偏转，进而避免液晶偏转导致的漏光。
59.示例性地，如图4所示，基板还可以包括遮光层91和第四绝缘层92，遮光层91位于基底10朝向有源层31的一侧，第四绝缘层92位于遮光层91背离基底10的一侧，有源层31位于第四绝缘层92背离基底10的一侧。有源层31在基底10上的正投影可以位于遮光层91在基底10上的正投影范围内。遮光层91可以遮挡位于基底10下侧的光线，避免影响薄膜晶体管的工作性能。遮光层91的材质可以包括不透明金属，例如钽(ta)、钼(mo)、钨(w)、铝(al)等中的至少一种。
60.图4中所示第一极52的形状可以与图2中第一极52的形状相同。
61.图5为图2中的b-b示意图。在一种实施方式中，基板可以包括多条栅线11和多条数据线51，多条栅线11和多条数据线51限定出阵列排布的多个子像素单元。栅线11可以沿第一方向延伸，数据线51可以沿第二方向延伸，第二方向与第一方向垂直。如图2、图3和图5所示，像素电极41位于子像素单元内，像素电极41可以呈片状结构。公共电极71可以包括位于子像素单元内的多个间隔设置的第一条状子电极711，第一条状子电极711的延伸方向可以
与数据线51的延伸方向一致。位于子像素单元内的第一条状子电极711与像素电极41可以形成ffs模式电场，进而可以驱动液晶显示装置工作。
62.公共电极71还可以包括第二条状子电极712，第二条状子电极712的延伸方向与数据线51的延伸方向一致，数据线51在基底10上的正投影位于第二条状子电极712在基底10上的正投影范围内。从而，第二条状子电极712可以对数据线51形成屏蔽作用，避免数据线51与其它电极产生电场引起液晶偏转漏光。
63.如图2所示，公共电极还可以包括连接部713，连接部713可以沿第一方向延伸，连接部可以与第一条状子电极的端部和第二条状子电极的端部连接，从而，各第一条状电极和各第二条状电极可以通过连接部713相互连接。
64.下面通过本公开一实施例中基板的制备过程详细说明本公开实施例的技术方案。可以理解的是，本文中所说的“图案化”，当图案化的材质为无机材质或金属时，“图案化”包括涂覆光刻胶、掩膜曝光、显影、刻蚀、剥离光刻胶等工艺，当图案化的材质为有机材质时，“图案化”包括掩模曝光、显影等工艺，本文中所说的蒸镀、沉积、涂覆、涂布等均是相关技术中成熟的制备工艺。
65.基板的制备过程可以包括：
66.第一次图案化工艺：在基底10上形成栅金属层，栅金属层包括控制端12和栅线11，如图6a和图6b所示，图6a为本公开一实施例基板中形成栅金属层后的平面示意图，图6b为图6a中的a-a截面结构示意图。
67.示例性地，可以在基底10上沉积栅金属薄膜，对栅金属薄膜进行图案化处理，形成控制端12和栅线11，控制端12可以呈块状，栅线11与控制端12连接。栅线11可以沿第一方向延伸，栅线11可以与多个子像素单元中的控制端12连接。栅金属薄膜的材质可以包括不透明金属，例如钽(ta)、钼(mo)、钨(w)、铝(al)等中的至少一种。
68.第二次图案化工艺：在栅金属层背离基底10的一侧形成第一绝缘层21，在第一绝缘层21背离基底10的一侧形成有缘薄膜，对有缘薄膜进行图案化处理，形成有源层31，如图7a和图7b所示，图7a为本公开一实施例基板中形成有源层后的平面示意图，图7b为图7a中的a-a截面结构示意图。有源层的材质可以采用半导体材质。
69.第三次图案化工艺：在有源层31背离基底10的一侧形成像素电极41，如图8a和图8b所示，图8a为本公开一实施例基板中形成像素电极后的平面示意图，图8b为图8a中的a-a截面结构示意图。
70.示例性地，可以在有源层31背离基底10的一侧沉积透明电极薄膜，对透明电极薄膜进行图案化处理，形成位于子像素单元内的像素电极41，像素电极41呈片状结构。像素电极的材质可以包括氧化铟锡(ito)、氧化铟锌(izo)中的至少一种。
71.第四次图案化工艺：在像素电极41背离基底10的一侧形成源漏金属层，源漏金属层包括第一极52、第二极53和数据线51，如图9a和图9b所示，图9a为本公开一实施例基板中形成源漏金属层后的平面示意图，图9b为图9a中的a-a截面结构示意图，为了方便显示，图9a中未示出有源层。
72.示例性地，在像素电极41背离基底10的一侧沉积源漏金属薄膜，对源漏金属薄膜进行图案化处理，形成第一极52、第二极53和数据线51，数据线51沿第二方向延伸。数据线51与第一极52连接，第二极53与像素电极41连接。第二极52在基底10上的正投影位于控制
端12在基底10上的正投影范围内。第一极52可以呈“u”型槽状，第二极53插设在第一极52的槽内。可以理解的是，第一极52的具体形状可以根据实际需要设置，并不限于图9a中的形状。源漏金属薄膜的材质可以包括不透明金属，例如钽(ta)、钼(mo)、钨(w)、铝(al)等中的至少一种。
73.第五次图案化工艺：在第二极53背离基底10的一侧形成第二绝缘层61，在第二绝缘层61背离基底10的一侧形成公共电极71，如图2和图3所示。
74.通过基板的制备过程可知，本公开实施例的基板，不会增加掩膜数量和工艺流程。
75.基于前述实施例的发明构思，本公开实施例还提供了一种显示装置，该显示装置包括相对设置的第一基板和第二基板，以及位于第一基板和第二基板之间的液晶。第一基板采用本公开实施例中的基板，公共电极71朝向液晶。显示装置可以为：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。
76.本公开实施例中的显示装置，可以消除显示装置暗态下的漏光，改善了薄膜晶体管区域的漏光现象，即使存在黑矩阵对位偏差，也可以遮挡斜视角漏光，提升了产品的对比度和工艺稳定性。
77.通过实验模拟，本公开实施例中的显示装置，在暗态下，各子像素单元均无漏光，暗态下亮度降低，对比度由现有技术中的900:1提升至1000:1，对比度得到较大提升。
78.在本说明书的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”、“轴向”、“径向”、“周向”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公开和简化描述，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公开的限制。
79.此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者多个该特征。在本公开的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
80.在本公开中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接，还可以是通信；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或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本公开中的具体含义。
81.在本公开中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。
82.上文的公开提供了许多不同的实施方式或例子用来实现本公开的不同结构。为了简化本公开，上文中对特定例子的部件和设置进行描述。当然，它们仅仅为示例，并且目的不在于限制本公开。此外，本公开可以在不同例子中重复参考数字和/或参考字母，这种重
复是为了简化和清楚的目的，其本身不指示所讨论各种实施方式和/或设置之间的关系。
83.以上，仅为本公开的具体实施方式，但本公开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公开揭露的技术范围内，可轻易想到其各种变化或替换，这些都应涵盖在本公开的保护范围之内。因此，本公开的保护范围应以权利要求的保护范围为准。