CN102778779A - Tft-lcd彩膜阵列基板、制作方法及液晶显示装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种TFT-LCD彩膜阵列基板、制作方法及液晶显示装置，其中，TFT-LCD彩膜/阵列基板包括：第一基板，形成于所述第一基板上的阵列结构以及像素电极；以及在所述阵列结构上沉积的黑矩阵；以及在所述像素电极上涂覆的蓝相液晶混合材料形成的彩膜；其中，所述黑矩阵与所述像素电极间隔设置。本发明的方案省略了彩膜制作工艺和对盒工艺，使阵列基板本身具有彩膜功能，大大加快了TFT-LCD的制作工艺过程，减少了传统的对盒工艺中的对盒偏差。

Description

TFT-LCD彩膜阵列基板、制作方法及液晶显示装置
技术领域
本发明涉及液晶显示器的显示器件，特别是指一种TFT-LCD阵列基板、制作方法及液晶显示装置。
背景技术
传统的TFT-LCD（Thin Film Transistor Liquid Crystal Display，薄膜晶体管液晶显示器）包括阵列基板，与该阵列基板相对设置的彩膜基板，以及在该阵列基板和该彩膜基板之间填充的液晶；其工作原理是：彩膜基板上设置的公共电极与阵列基板上的像素电极之间的电场驱动液晶旋转，通过电压变化调整该电场的强度，从而控制液晶材料的扭转角度，从而控制该液晶区域的透光量，最终获得图像。
现有技术中，TFT-LCD的制备工艺中，包括彩膜基板制作工艺，阵列基板制作工艺以及彩膜基板与阵列基板的对盒工艺。彩膜基板制作工艺包括：在玻璃基板上经过数次沉积、曝光、刻蚀等工序，形成彩膜基板；阵列基板制作工艺与彩膜基板制作工艺类似，在玻璃基板上经过数次沉积、曝光、刻蚀等工序，形成阵列基板；对盒工艺中，彩膜基板和阵列基板经过取向膜涂覆、摩擦取向、液晶预滴、对盒、切割等工序，最终开成一定尺寸的液晶显示面板。
上述TFT-LCD的制作工艺中，由于具有对盒工艺，所以不可避免会存在对盒工艺中的一些问题，如对盒偏差等。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种TFT-LCD彩膜/阵列基板、制作方法及液晶显示装置，省略了彩膜制作工艺和对盒工艺，使阵列基板本身具有彩膜功能，大大加快了TFT-LCD的制作工艺过程，减少了传统的对盒工艺中的对盒偏差。
为解决上述技术问题，本发明的实施例提供一种TFT-LCD彩膜/阵列基板，包括：第一基板，形成于所述第一基板上的阵列结构以及像素电极；以及：在所述阵列结构上沉积的黑矩阵；以及在所述像素电极上涂覆的蓝相液晶混合材料形成的彩膜；其中，所述黑矩阵与所述像素电极间隔设置。
其中，所述像素电极的电压为可调节的电压。
其中，所述像素电极对应的像素区域包括：红色像素区域、蓝色像素区域以及绿色像素区域；
其中，所述红色像素区域对应的像素电极的电压为第一电压，所述蓝色像素区域对应的像素电极的电压为第二电压，所述绿色像素区域对应的像素电极的电压为第三电压；所述第一电压、所述第二电压和所述第三电压各不相同，使所述红色像素区域的蓝相液晶混合材料显示红色，所述蓝色像素区域的蓝相液晶混合材料显示蓝色，所述绿色像素区域的蓝相液晶混合材料显示绿色。
其中，所述蓝相液晶混合材料包括：蓝相液晶和反应单体。
本发明的实施例还提供一种包括上述的TFT-LCD彩膜/阵列基板的液晶显示装置，该显示装置还包括：
与所述TFT-LCD彩膜/阵列基板对盒的公共基板；
所述公共基板上相对于所述第一基板的表面上具有一公共电极；
所述蓝相液晶混合材料中的蓝相液晶在所述像素电极和所述公共电极之间的电场作用下发生扭曲。
本发明的实施例还提供一种TFT-LCD彩膜/阵列基板的制作方法，包括：
在第一基板的一表面上形成阵列结构和像素电极；
在所述阵列结构上形成黑矩阵；
在所述像素电极上涂覆蓝相液晶混合材料，并形成彩膜；
其中，所述黑矩阵与所述像素电极间隔设置。
其中，形成彩膜的步骤包括：
调节所述像素电极的电压，使所述像素电极对应的像素区域的蓝相液晶混合材料呈现不同的颜色。
其中，所述像素电极所在的像素区域包括：红色像素区域、蓝色像素区域以及绿色像素区域；
其中，所述红色像素区域对应的像素电极的电压为第一电压，所述蓝色像素区域对应的像素电极的电压为第二电压，所述绿色像素区域对应的像素电极的电压为第三电压；调节所述第一电压、所述第二电压和所述第三电压，使所述红色像素区域的蓝相液晶混合材料显示红色，所述蓝色像素区域的蓝相液晶混合材料显示蓝色，所述绿色像素区域的蓝相液晶混合材料显示绿色。
其中，上述方法还包括：
利用汞灯对所述像素区域进行照射。
其中，所述利用汞灯对所述像素区域进行照射后还包括：
利用紫外线对所述像素区域进行照射。
本发明的上述技术方案的有益效果如下：
上述方案中，TFT-LCD彩膜/阵列基板具有用于实现彩膜功能的黑矩阵和蓝相液晶混合材料，这样在包括该阵列基板LCD的制作工艺中，省去了制作传统彩膜的工艺，大大加快了TFT-LCD的制作工艺过程，且由于阵列基板本身可以实现彩膜功能，在与其它基板（如公共基板）对盒时，减少了传统的对盒工艺中的对盒偏差，提高了图像质量。
附图说明
图1为本发明的实施例TFT-LCD彩膜/阵列基板的阵列结构图；
图2为本发明的实施例TFT-LCD彩膜/阵列基板的阵列结构上沉积黑矩阵后的示意图；
图3为本发明的实施例TFT-LCD彩膜/阵列基板的像素电极上涂覆蓝相液晶混合材料后的示意图；
图4为本发明的实施例TFT-LCD彩膜/阵列基板的像素电极的电压调节后，使不同的像素电极所在的像素区域涂覆的蓝相液晶呈现不同颜色的示意图；
图5为本发明的实施例TFT-LCD彩膜/阵列基板的像素区域被Hg灯照射的示意图；
图6为本发明的实施例TFT-LCD彩膜/阵列基板的像素区域被紫外线灯照射的示意图；
图7为本发明的实施例液晶显示装置的结构示意图。
［附图标记说明］
11：第一基板    12：栅电极    13：栅绝缘层
14：半导体层    15：接触层    16：源电极
17：漏电极      18：钝化层    19：像素电极
20：黑矩阵      21、22、23：红色、蓝色、绿色像素区域的蓝相液晶混合材料            24：公共基板  25：公共电极
具体实施方式
为使本发明要解决的技术问题、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图及具体实施例进行详细描述。
如图1－图6所示，本发明的第一实施例TFT-LCD彩膜/阵列基板，包括：第一基板11，形成于所述第一基板上的阵列结构（如图1中虚线框所标示的部分）以及像素电极19；以及该在所述阵列结构上沉积的黑矩阵20（如图2所示）；以及在所述像素电极19上涂覆的蓝相液晶混合材料形成的彩膜（如图3－图6中所示的标号21，22和23所指示的部分）；其中，所述黑矩阵20与所述像素电极19间隔设置。
在该第一实施例中，阵列结构包括：形成于所述第一基板11之上的栅电极12；形成于所述栅电极12之上的栅绝缘层13；形成于所述栅绝缘层13之上的半导体层14；形成于所述半导体层14之上的接触层15；形成于所述接触层15之上的由源电极16和漏电极17组成的源漏电极层；形成于所述源漏电极层之上的钝化层18；其中，所述像素电极19形成于所述钝化层18上并和所述漏电极17连接；所述栅电极12与栅线连接；所述源电极16与数据线连接；所述栅线和所述数据线垂直交叉形成所述像素电极19所在的像素区域。
相比于现有技术的阵列基板，本发明的该第一实施例所示的TFT-LCD彩膜/阵列基板具有用于实现彩膜功能的黑矩阵和蓝相液晶混合材料，这样在包括该阵列基板LCD的制作工艺中，省去了制作传统彩膜的工艺，大大加快了TFT-LCD的制作工艺过程，且由于TFT-LCD彩膜/阵列基板本身可以实现彩膜功能，在与其它基板（如公共基板）对盒时，减少了传统的对盒工艺中的对盒偏差，提高了图像质量。
在本发明的第二实施例中，包括上述第一实施例所示结构的基础上，所述像素电极19的电压为可调节的电压，这样可以使涂覆于该像素电极上的蓝相液晶混合材料中的蓝相液晶在该调节后的不同电压的驱动下，呈现不同角度的扭曲从而显示不同的颜色，从而使阵列基板本身具有彩膜功能。
其中，在该第二实施例中，所述像素电极19所在的像素区域包括：红色像素区域、蓝色像素区域以及绿色像素区域；
其中，所述红色像素区域对应的像素电极的电压为第一电压，所述蓝色像素区域对应的像素电极的电压为第二电压，所述绿色像素区域对应的像素电极的电压为第三电压；所述第一电压、所述第二电压和所述第三电压各不相同，使所述红色像素区域的蓝相液晶混合材料显示红色，所述蓝色像素区域的蓝相液晶混合材料显示蓝色，所述绿色像素区域的蓝相液晶混合材料显示绿色，从而使该阵列基板具有彩膜的三基色。
优选的，在上述第一实施例和第二实施例中，所述蓝相液晶混合材料包括：蓝相液晶（BP-LC）和反应单体（RM）。
本发明的上述TFT-LCD彩膜/阵列基板实施例中，用蓝相液晶混合材料替代树脂材料，利用TFT驱动电压不同使得蓝相液晶完成不同程度的扭曲，得到R，G，B子像素，整个工艺过程只需进行一次曝光工艺，大大加快了工艺进程，对整个面板制造工艺来说，减少了传统工艺对盒精度偏差；因为黑矩阵的良好对位，提高了开口率；亮度得到提高，增强了图像的显示质量。
如图7所示，本发明的第三实施例中，还提供一种包括如上述图1－图6所示的TFT-LCD彩膜/阵列基板的液晶显示装置，其中，该液晶显示装置还包括：与所述TFT-LCD彩膜/阵列基板对盒的公共基板24；
所述公共基板24上相对于所述第一基板11的表面上具有一公共电极25；
所述蓝相液晶混合材料21，22和23中的蓝相液晶在所述像素电极19和所述公共电极25之间的电场作用下发生扭曲。又由于三种像素区域的蓝相液晶混合材料所在的像素区域的驱动电压的不同，从而使蓝相液晶呈现不同的颜色，如采用相关的控制单元控制驱动电压，从而使蓝相液晶分别呈现红、蓝和绿三基色，从而使阵列基板实现彩膜功能。
在本发明的该液晶显示装置的实施例中，TFT-LCD彩膜/阵列基板本身具有彩膜功能，从而在整个液晶显示装置的制作工艺中，不再需要彩膜的制作工艺，节省了液晶显示装置的制作工艺流程，减少了传统的对盒工艺中的对盒偏差，提高了图像质量；又由于阵列基板本身的黑矩阵的良好对位，提高了开口率；亮度得到提高，增强的图像的显示质量。
优选的，在该液晶显示装置中，所述TFT-LCD彩膜/阵列基板为上基板。
再如图1－图6所示，本发明的第四实施例还提供一种TFT-LCD彩膜/阵列基板的制作方法，包括：
步骤1：如图1所示，在第一基板11的一表面上形成阵列结构（图1中虚线所指示的部分）和像素电极19；
步骤2：如图2所示，在所述阵列结构上形成黑矩阵20；
步骤3：如图3所示，在所述像素电极上涂覆蓝相液晶混合材料21，22和23，并形成彩膜；其中，所述黑矩阵20与所述像素电极19间隔设置。
其中，形成彩膜的过程包括：
如图4所示，调节所述像素电极19的电压，使所述像素电极对应的像素区域的蓝相液晶混合材料呈现不同的颜色，即使得像素电极对应的像素区域涂覆的蓝相液晶混合材料中的蓝相液晶呈现不同角度的扭曲，从而使不同的像素区域呈现不同的颜色；
具体来讲，所述像素电极所在的像素区域包括：红色像素区域、蓝色像素区域以及绿色像素区域；其中，所述红色像素区域对应的像素电极的电压为第一电压，所述蓝色像素区域对应的像素电极的电压为第二电压，所述绿色像素区域对应的像素电极的电压为第三电压；调节所述第一电压、所述第二电压和所述第三电压，使所述红色像素区域的蓝相液晶混合材料显示红色，所述蓝色像素区域的蓝相液晶混合材料显示蓝色，所述绿色像素区域的蓝相液晶混合材料显示绿色。其中，所述蓝相液晶混合材料包括：蓝相液晶和反应单体。
优选的，本发明的该方法实施列还可进一步包括：
步骤4：如图5所示，利用汞灯对像素区域21，22和23进行照射，使得像素区域反射波长固定；
步骤5：如图6所示，利用紫外线灯对像素区域21，22和23进行照射，使得反应单体聚合以固定像素区域的颜色；
步骤6：清洗步骤5所得的本发明的实施例所述的TFT-LCD彩膜/阵列基板，得到具有彩膜的阵列基板，该阵列基板的由蓝相液晶混合材料形成的彩膜是反射型彩膜。
本发明的该方法，使用蓝相液晶混合材料为彩膜替代彩膜树脂材料，利用TFT驱动电压不同使得蓝相液晶呈现不同角度的扭曲而显示不同的颜色，再进行汞灯照射，紫外照射已完成固色和聚合，工艺过程简单，仅需要一次曝光工艺，对整个面板工艺来说，在阵列基板上制作工艺简单的彩膜，大大提高了开口率，同时，也提高对盒精度，提高良率。
以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明所述原理的前提下，还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种TFT-LCD彩膜/阵列基板，包括：第一基板，形成于所述第一基板上的阵列结构以及像素电极；其特征在于，还包括：
在所述阵列结构上沉积的黑矩阵；以及
在所述像素电极上涂覆的蓝相液晶混合材料形成的彩膜；
其中，所述黑矩阵与所述像素电极间隔设置。
2.根据权利要求1所述的TFT-LCD彩膜/阵列基板，其特征在于，所述像素电极的电压为可调节的电压。
3.根据权利要求2所述的TFT-LCD彩膜/阵列基板，其特征在于，所述像素电极对应的像素区域包括：红色像素区域、蓝色像素区域以及绿色像素区域；
其中，所述红色像素区域对应的像素电极的电压为第一电压，所述蓝色像素区域对应的像素电极的电压为第二电压，所述绿色像素区域对应的像素电极的电压为第三电压；所述第一电压、所述第二电压和所述第三电压各不相同，使所述红色像素区域的蓝相液晶混合材料显示红色，所述蓝色像素区域的蓝相液晶混合材料显示蓝色，所述绿色像素区域的蓝相液晶混合材料显示绿色。
4.根据权利要求1所述的TFT-LCD彩膜/阵列基板，其特征在于，所述蓝相液晶混合材料包括：蓝相液晶和反应单体。
5.一种包括如权利要求1－4任一项所述的TFT-LCD彩膜/阵列基板的液晶显示装置，其特征在于，还包括：
与所述TFT-LCD彩膜/阵列基板对盒的公共基板；
所述公共基板上相对于所述第一基板的表面上具有一公共电极；
所述蓝相液晶混合材料中的蓝相液晶在所述像素电极和所述公共电极之间的电场作用下发生扭曲。
6.一种TFT-LCD彩膜/阵列基板的制作方法，其特征在于，包括：
在第一基板的一表面上形成阵列结构和像素电极；
在所述阵列结构上形成黑矩阵；
在所述像素电极上涂覆蓝相液晶混合材料，并形成彩膜；
其中，所述黑矩阵与所述像素电极间隔设置。
7.根据权利要求6所述的TFT-LCD彩膜/阵列基板的制作方法，其特征在于，形成彩膜的步骤包括：
调节所述像素电极的电压，使所述像素电极对应的像素区域的蓝相液晶混合材料呈现不同的颜色。
8.根据权利要求7所述的TFT-LCD彩膜/阵列基板的制作方法，其特征在于，所述像素电极所在的像素区域包括：红色像素区域、蓝色像素区域以及绿色像素区域；
其中，所述红色像素区域对应的像素电极的电压为第一电压，所述蓝色像素区域对应的像素电极的电压为第二电压，所述绿色像素区域对应的像素电极的电压为第三电压；调节所述第一电压、所述第二电压和所述第三电压，使所述红色像素区域的蓝相液晶混合材料显示红色，所述蓝色像素区域的蓝相液晶混合材料显示蓝色，所述绿色像素区域的蓝相液晶混合材料显示绿色。
9.根据权利要求8所述的TFT-LCD彩膜/阵列基板的制作方法，其特征在于，还包括：
利用汞灯对所述像素区域进行照射。
10.根据权利要求9所述的TFT-LCD彩膜/阵列基板的制作方法，其特征在于，所述利用汞灯对所述像素区域进行照射后还包括：
利用紫外线对所述像素区域进行照射。
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