CN101713895B - 液晶显示装置及其制作方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种液晶显示装置及其制作方法，所述液晶显示装置包括：第一基板、第二基板、以及夹在所述第一基板和第二基板之间的液晶层，所述第一基板朝向所述液晶层的一面具有功能膜层；其中，所述功能膜层内具有多个凸起部和/或多个凹陷部。所述功能膜层包括栅极金属层、栅极绝缘层、半导体层、源漏极金属层、和绝缘保护层中的一种或者至少两种以上的组合。上述液晶显示装置及其制作方法，能够避免光滑平面的单一角度镜面反射，以提升漫反射的反射率和扩大反射视角。而且，相对于提高背光亮度的技术可以不增加液晶显示器的整体功耗，就能够满足室内和户外阳光下使用时均具有良好可视性的要求。

Description

液晶显示装置及其制作方法

技术领域

本发明涉及平板显示技术领域，特别涉及一种液晶显示装置及其制作方法。

背景技术

液晶显示器(LCD)作为一种平板显示器，具有图像清晰精确、厚度薄、重量轻、无辐射、低能耗和工作电压低等诸多优点，目前已被广泛的应用在各个领域中。通常，液晶显示器具有两个含有电极的基板，以及设置在两基板之间的液晶层，通过两基板上的电极控制施加到该液晶层的电场强度来控制液晶分子的偏转，进而调整入射光的透射率，以实现对显示像素亮与暗的控制。

薄膜晶体管(Thin Film Transistor，TFT)液晶显示器在现代生活中有着越来越多的使用，例如手机显示屏，Note Book显示屏，MP3、MP4显示屏，GPS显示屏，LCD-TV显示屏等。随着TFT-LCD技术的发展，人们对其性能的要求也越来越高，不但在室内光线比较柔和时要求其具有良好的可视性，而且在户外强烈的太阳光下也需要其具有良好可视性。

普通全透型TFT液晶显示器不能满足上述要求，在户外使用时，由于阳光的强烈反射，需要提高TFT液晶显示器的表面亮度，或者在TFT显示屏的表面制作一层减少反射光的材料，才可以具有良好的可视性，达到在户外使用的要求。通常来说，提高表面亮度只能通过提高TFT液晶显示器背光的亮度，然而TFT液晶显示器背光亮度的提高却增加了器件的整体功耗，对器件的电源供应系统提出了更高的要求，譬如手机，必需使用高能量的电池才能满足使用要求。

于是，怎样才能在不增加器件功耗的情况下，使得TFT液晶显示器满足室内和户外阳光下使用时均具有良好的可视性，成为该领域技术人员关注的重点问题。人们在实践中发明了全反射和半透射半反射型TFT液晶显示器，而在全反射和半透射半反射型TFT液晶显示器中，其关键技术就是如何提升反射率和扩大反射视角，换言之，就是要避免光滑平面的单一角度镜面反射。因此，对全反射或半透半反射型的TFT液晶显示器，带有漫反射的结构便成为市场的必然要求。

发明内容

本发明解决的问题是提供一种液晶显示装置及其制作方法，能够避免光滑平面的单一角度镜面反射，以提升漫反射的反射率和扩大反射视角。

为解决上述问题，本发明提供一种液晶显示装置，包括：第一基板、第二基板、以及夹在所述第一基板和第二基板之间的液晶层，所述第一基板朝向所述液晶层的一面具有功能膜层；

其中，所述功能膜层内具有多个凸起部和多个凹陷部；

所述功能膜层包括栅极金属层、栅极绝缘层、半导体层、源漏极金属层、和绝缘保护层中的一种或者至少两种以上的组合；

所述多个凸起部中，至少两个凸起部所包含的功能膜层的组合不同；和/或，

所述多个凹陷部中，至少两个凹陷部所包含的功能膜层的组合不同；

所述多个凸起部中，相邻的凸起部之间具有高度差，和/或，

所述多个凹陷部中，相邻的凹陷部具有深度差。

可选的，所述凸起部和/或凹陷部为点状、圆形、椭圆形、多边形、不规则形状或者它们的组合。

所述功能膜层朝向液晶层的一面覆盖有像素电极层以及所述像素电极层上的金属反射层。

相应的，还提供一种液晶显示装置的制作方法，包括以下步骤：

步骤S1：在基板上形成栅极金属层，对所述栅极金属层进行光刻工艺以形成栅极和扫描线；

步骤S2：在具有所述栅极和扫描线的基板上依次形成栅极绝缘层、半导体层，对所述栅极绝缘层和半导体层进行光刻工艺以形成有源层；

步骤S3：在具有所述有源层的基板上形成源漏极金属层，对所述源漏极金属层进行光刻工艺以形成源漏极和数据线；

步骤S4：在具有所述源漏极和数据线的基板上形成绝缘膜，对所述绝缘膜进行光刻工艺以形成绝缘保护层，将多个凸起部中至少一个凸起部上的绝缘保护层去除，使所述多个凸起部中，相邻的凸起部之间具有高度差；

上述步骤S1～S4中的至少一个步骤中，所述光刻工艺还同时形成多个凸起部和多个凹陷部的图形，以形成多个凸起部和多个凹陷部。

所述步骤S4之后还包括：

步骤S5：在具有所述绝缘保护层的基板上形成像素电极层，对所述像素电极层进行光刻工艺以形成多个像素电极；

步骤S6：在具有所述多个像素电极的基板上形成金属反射层，对所述金属反射层进行光刻工艺以形成像素金属反射层图形。

与现有技术相比，上述技术方案具有以下优点：

本发明提供的液晶显示装置及其制作方法，通过设置在液晶面板内(例如，TFT阵列基板朝向液晶层一面)的功能膜层中的多个凸起部和/或多个凹陷部，从而在TFT阵列基板的迎光面形成漫反射结构，能够避免光滑平面的单一角度镜面反射，以提升漫反射的反射率和扩大反射视角。

而且，相对于提高背光亮度的技术可以不增加液晶显示器的整体功耗，就能够满足室内和户外阳光下使用时均具有良好可视性的要求。

附图说明

通过附图所示，本发明的上述及其它目的、特征和优势将更加清晰。在全部附图中相同的附图标记指示相同的部分。并未刻意按实际尺寸等比例缩放绘制附图，重点在于示出本发明的主旨。

图1为本发明实施例中液晶显示装置的剖面图；

图2为本发明实施例中液晶显示装置TFT阵列基板的局部剖面图；

图3为图2的俯视图；

图4为本发明实施例中液晶显示装置TFT阵列基板的俯视图；

图5为本发明实施例中液晶显示装置的制作方法的流程图。

具体实施方式

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。

在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是本发明还可以采用其他不同于在此描述的其它方式来实施，因此本发明不受下面公开的具体实施例的限制。

其次，本发明结合示意图进行详细描述，在详述本发明实施例时，为便于说明，表示装置结构的剖面图会不依一般比例作局部放大，而且所述示意图只是示例，其在此不应限制本发明保护的范围。此外，在实际制作中应包含长度、宽度及深度的三维空间尺寸。

正如背景技术部分所述，为使得全反射或半透射半反射型TFT液晶显示器满足室内和户外阳光下使用时具有良好的可视性，如何在提升反射率和扩大反射视角的同时不消耗更多的功率，成为业内普遍关注的重点问题。

发明人研究发现，可以通过设置漫反射的结构以避免光滑平面的单一角度镜面反射，基于此，本发明提出一种液晶显示装置及其制作方法，通过设置于液晶面板内部的凹凸结构形成的漫反射来避免单一角度镜面反射，以提升漫反射的反射率和扩大反射视角。

以下结合附图详细说明本发明所述液晶显示装置的一个具体实施例，为突出本发明的特点，附图中没有给出与本发明的发明点必然直接相关的部分，例如，液晶分子、彩色滤光片基板的具体结构、TFT阵列基板的像素电极、扫描线和数据线等。

图1为本实施例中液晶显示装置的剖面图。如图1所示，所述液晶显示装置包括：相对设置的彩色滤光片基板(亦称第二基板，下同)20和TFT阵列基板(亦称第一基板，下同)10，填充在两基板之间的液晶层107，彩色滤光片基板20背向液晶层107的一面上的第一偏光片120，TFT阵列基板10背向液晶层107的一面上的第二偏光片(图中未示出)，以及将液晶层107密封在两基板之间的框胶101。

通常，液晶显示装置包括显示区域和非显示区域。其中，非显示区域位于显示区域之外的区域。液晶层107例如包括TN型或STN型液晶分子，也可以包括负型液晶分子。

如图1所示，所述彩色滤光片基板20包括：第二玻璃基板103、滤色层108、黑色矩阵层109、公共电极层102；其中，所述滤色层108位于第二玻璃基板103朝向液晶层107的一面上，该滤色层108由红、绿、蓝滤色器组成；所述黑色矩阵层109设于红、绿、蓝滤色器之间，将红、绿、蓝滤色器相互隔开；所述公共电极层102将滤色层108和黑色矩阵层109覆盖。

与所述彩色滤光片基板20相对的TFT阵列基板10包括：第一玻璃基板100，在所述第一玻璃基板100朝向液晶层107的一面上设置的相互交叉的数据线和扫描线(图中未示出)、以及由数据线和扫描线所限定的多个像素区域；所述像素区域包括像素电极106、薄膜晶体管105及存储电容(图中未示出)。

所述TFT阵列基板10朝向所述液晶层的一面具有功能膜层(图中未示出)；其中，所述功能膜层中内具有多个凸起部和/或多个凹陷部。所述功能膜层包括栅极金属层、栅极绝缘层、半导体层、源漏极金属层、和绝缘保护层中的一种或者至少两种以上的组合。所述TFT阵列基板10中的数据线、扫描线、薄膜晶体管及存储电容等电路结构也由上述功能膜层构成。

图2为本实施例中TFT阵列基板的局部剖面图，图3为图2的俯视图。如图所示，相邻的凸起部A和凸起部B位于第一玻璃基板100朝向液晶层(图中未示出)的一面，换言之，图中所示TFT阵列基板位于图中未示出的彩色滤光片基板的下面。所述相邻的凸起部A和凸起部B之间形成凹陷部C。

凸起部A自下而上包括栅极金属层11、栅极绝缘层12、半导体层13和源漏极金属层14，也即，构成凸起部A的功能膜层为栅极金属层11、栅极绝缘层12、半导体层13和源漏极金属层14的叠层结构。凸起部B包括栅极金属层11、栅极绝缘层12、半导体层13、源漏极金属层14和绝缘保护层15，也即，构成凸起部B的功能膜层为栅极金属层11、栅极绝缘层12、半导体层13、源漏极金属层14和绝缘保护层15的叠层结构。由于相邻的凸起部A和凸起部B之间没有任何功能膜层，因而形成凹陷部C，其底部为第一玻璃基板100的表面。

所述功能膜层朝向液晶层的一面覆盖有像素电极层16以及所述像素电极层16上的金属反射层17，换言之，像素电极层16覆盖与凸起部A、B和凹陷部C，而金属反射层17将所述像素电极层16覆盖。

图2和图3中仅示出了两个凸起部和一个凹陷部，实际上，本实施例的所述功能膜层内具有多个凸起部和多个凹陷部，图4为本实施例中液晶显示装置TFT阵列基板的俯视图，如图4所示，多个凸起部A1、A2、......An按照矩阵式排列，多个凹陷部C1、C2、......Cn也按照矩阵式排列，其中，凹陷部位于相邻的凸起部之间，凸起部与凹陷部相互间隔排列。

本实施例中，所述各个凸起部和/或凹陷部基本为圆形，但并不限于此，本发明的其他实施例中，各个凸起部和/或凹陷部也可以为点状、椭圆形、多边形、不规则形状或者它们的组合。各个凸起部的形状可以相同也可以不同，各个凹陷部的形状可以相同也可以不同，而凸起部和凹陷部的形状可以相同也可以不同。

所述多个凸起部中至少两个凸起部所包含的功能膜层的组合不同。例如对于图2中的凸起部A和凸起部B来说，所述凸起部B比凸起部A多了一层绝缘保护层15，从而使得相邻的凸起部之间形成高度差，形成有层次感的立体结构，加强漫反射效果。上述高度差可以在制作过程中实现，利用干法刻蚀去除凸起部A位置上端及周围的绝缘保护层15，而凸起部B的位置仍保留绝缘保护层15，从而导致凸起部A比凸起部B矮，它们的高度差即为绝缘保护层15的厚度。当然，为了加强漫反射的效果，并不仅限于相邻的凸起部，也可以相隔一定距离的几个凸起部形成高度差。

如图2所示，凹陷部C位于功能膜层内，其底部没有任何膜层，本发明的其他实施例中，凹陷部的底部可以为栅极金属层、栅极绝缘层、半导体层、源漏极金属层、和绝缘保护层中的一种或者至少两种以上的组合。

本实施例中，多个凹陷部位于TFT阵列基板上的功能膜层内，其中，至少两个凹陷部所包含的功能膜层的组合不同。例如，凹陷部C底部为第一玻璃基板100，而与其相邻的另一凹陷部(图中未示出)的底部为栅极金属层，于是，相邻的凹陷部之间形成深度差，也可以形成有层次感的立体结构，加强漫反射效果。而且，形成深度差的凹陷部并不仅限于相邻的位置。

本实施例中，凹陷部与凸起部相互间隔排列，或者说，凹陷部位于相邻的两个凸起部之间，凸起部位于相邻的两个凹陷部之间。作为可选的方式，本发明的其他实施例中，凹陷部和凸起部并不限于间隔排列，凹陷部和凸起部可以相隔特定的距离，或者，在功能膜层内仅具有多个凸起部，也可以在功能膜层内仅具有多个凹陷部。

多个凸起部A1、A2、......An和多个凹陷部C1、C2、......Cn位于非电路区，本文所称的非电路区是指，不含有扫描线、数据线、薄膜晶体管、存储电容和连接通孔等电路结构的显示区域。例如，像素电极对应的多个矩形区域。

优选的，本实施例中相邻的凸起部的功能膜层为互补结构，换言之，相邻凸起部各自的相应关键膜层的面积互为补充。如图2所示，凸起部A各关键膜层面积由小到大依次为：栅极金属层11、半导体层13、源漏极金属层14；凸起部B各关键膜层面积由大到小依次为：栅极金属层11、半导体层13、源漏极金属层14。也就是说，凸起部A各关键膜层面积自下而上逐渐增大，而凸起部B各关键膜层面积自下而上逐渐减小。其中，“关键膜层”指叠加组成功能膜层的各个膜层，例如：栅极金属层、栅极绝缘层、半导体层、源漏极金属层或绝缘保护层。由于相邻凸起部间为互补方式设计，可减少凸起部彼此的间距，使凸起部在平面排布上更加密致、紧凑，从而加强漫反射的效果。

本实施例中的液晶显示装置，通过设置在液晶面板内(TFT阵列基板朝向液晶层一面)的功能膜层中的多个凸起部和/或多个凹陷部，从而在TFT阵列基板的迎光面形成漫反射结构，能够避免光滑平面的单一角度镜面反射，以提升漫反射的反射率和扩大反射视角。

而且，相对于提高背光亮度的技术可以不增加液晶显示器的整体功耗，就能够满足室内和户外阳光下使用时均具有良好可视性的要求。

上述凸起部和/或凹陷部在各层的掩模板图案中预先设计，依照正常的顺序沉积关键膜层之后，在各个关键膜层中相应刻蚀出凸起部和凹陷部的图形，最终多层关键层图形叠加而形成凸起部和/或凹陷部。

以下结合附图详细说明本发明提供的液晶显示装置制作方法的实施例。

图5为本实施例中所述液晶显示装置的制作方法的流程图，如图所示，所述方法包括以下步骤：

步骤S1：在基板上形成栅极金属层，对所述栅极金属层进行光刻工艺以形成栅极和扫描线；

步骤S2：在具有所述栅极和扫描线的基板上依次形成栅极绝缘层、半导体层，对所述栅极绝缘层和半导体层进行光刻工艺以形成有源层；

步骤S3：在具有所述有源层的基板上形成源漏极金属层，对所述源漏极金属层进行光刻工艺以形成源漏极和数据线；

步骤S4：在具有所述源漏极和数据线的基板上形成绝缘膜，对所述绝缘膜进行光刻工艺以形成绝缘保护层；

上述步骤S1～S4中的至少一个步骤中，所述光刻工艺还同时形成多个凸起部和/或多个凹陷部的图形，每一步骤形成的关键膜层中的多个凸起部和/或多个凹陷部的图形最终叠加，以形成多个凸起部和/或多个凹陷部。

优选的，所述步骤S4之后还包括：

步骤S5：在具有所述绝缘保护层的基板上形成像素电极层，对所述像素电极层进行光刻工艺以形成多个像素电极；

步骤S6：在具有所述多个像素电极的基板上形成金属反射层，对所述金属反射层进行光刻工艺以形成像素金属反射层图形。

在另一优选实施例中，还包括以下步骤：将所述多个凸起部中至少一个凸起部上的绝缘保护层去除。

以普通全透过型TFT-LCD的6次光刻工艺为例，其TFT阵列基板的制作方法为：

首先，在玻璃基板上溅射栅极金属层，经过光刻工艺形成栅极和扫描线图形；接着，通过化学气相工艺连续沉积栅极绝缘层、半导体层，并经光刻工艺形成半导体层图形；接下来，溅射源漏极金属层，经过光刻形成源漏极金属层图形；然后，化学气相沉积绝缘保护层，经过光刻工艺形成绝缘保护层图形，将凸起部A位置上面及边缘区域的源漏极绝缘层去除，从而形成凹陷部C和凸起部A、B(参见图2所示)；而后，溅射像素电极层，并经过光刻工艺形成像素电极；最后，溅射金属反射层，经过光刻工艺形成像素金属反射层图形。

以上制作方法中，对组成功能膜层的各个关键膜层(即栅极金属层、栅极绝缘层、半导体层、源漏极金属层、绝缘保护层)的叠加组合进行灵活设计，得到多个凸起部和/或凹陷部组成的凹凸不平的表面反射结构，可以在TFT阵列基板的迎光面形成良好漫反射效果。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制。

虽然本发明已以较佳实施例披露如上，然而并非用以限定本发明。任何熟悉本领域的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围情况下，都可利用上述揭示的方法和技术内容对本发明技术方案作出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例。因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化及修饰，均仍属于本发明技术方案保护的范围内。

Claims (5)

1.一种液晶显示装置，其特征在于，包括：第一基板、第二基板、以及夹在所述第一基板和第二基板之间的液晶层，所述第一基板朝向所述液晶层的一面具有功能膜层；

其中，所述功能膜层内具有多个凸起部和多个凹陷部；

所述功能膜层包括栅极金属层、栅极绝缘层、半导体层、源漏极金属层、和绝缘保护层中的一种或者至少两种以上的组合；

所述多个凸起部中，至少两个凸起部所包含的功能膜层的组合不同；

和/或，

所述多个凹陷部中，至少两个凹陷部所包含的功能膜层的组合不同；

所述多个凸起部中，相邻的凸起部之间具有高度差，和/或，所述多个凹陷部中，相邻的凹陷部具有深度差。

2.根据权利要求1所述的液晶显示装置，其特征在于，凸起部和/或凹陷部为点状、圆形、椭圆形、多边形、不规则形状或者它们的组合。

3.根据权利要求2所述的液晶显示装置，其特征在于，所述功能膜层朝向液晶层的一面覆盖有像素电极层以及所述像素电极层上的金属反射层。

4.一种液晶显示装置的制作方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤S1：在基板上形成栅极金属层，对所述栅极金属层进行光刻工艺以形成栅极和扫描线；

步骤S2：在具有所述栅极和扫描线的基板上依次形成栅极绝缘层、半导体层，对所述栅极绝缘层和半导体层进行光刻工艺以形成有源层；

步骤S3：在具有所述有源层的基板上形成源漏极金属层，对所述源漏极金属层进行光刻工艺以形成源漏极和数据线；

步骤S4：在具有所述源漏极和数据线的基板上形成绝缘膜，对所述绝缘膜进行光刻工艺以形成绝缘保护层，将多个凸起部中至少一个凸起部上的绝缘保护层去除，使所述多个凸起部中，相邻的凸起部之间具有高度差；

上述步骤S1～S4中的至少一个步骤中，所述光刻工艺还同时形成多个凸起部和多个凹陷部的图形，以形成多个凸起部和多个凹陷部。

5.根据权利要求4所述的液晶显示装置的制作方法，其特征在于，所述步骤S4之后还包括：

步骤S5：在具有所述绝缘保护层的基板上形成像素电极层，对所述像素电极层进行光刻工艺以形成多个像素电极；

步骤S6：在具有所述多个像素电极的基板上形成金属反射层，对所述金属反射层进行光刻工艺以形成像素金属反射层图形。

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