CN103456741A - 一种阵列基板及其制造方法、显示装置 - Google Patents

一种阵列基板及其制造方法、显示装置 Download PDF

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Abstract

本发明实施例提供一种阵列基板及其制造方法、显示装置，涉及显示技术领域，用以制造半反半透式TFT-LCD，简化加工工艺，提高生产效率，降低生产成本。包括：由栅线和数据线交叉界定的像素单元，该像素单元分为透射区域和反射区域，通过在反射区域设置用于反射光线的反射结构，且该反射结构具与TFT的漏极同层设置的反射层。

Description

一种阵列基板及其制造方法、显示装置
技术领域
本发明涉及显示技术领域，尤其涉及一种阵列基板及其制造方法、显示装置。
背景技术
TFT-LCD（Thin Film Transistor Liquid Crystal Display，薄膜晶体管-液晶显示器）作为一种平板显示装置，因其具有体积小、功耗低、无辐射以及制作成本相对较低等特点，而越来越多地被应用于高性能显示领域当中。
TFT-LCD由阵列基板和彩膜基板构成。在阵列基板和彩膜基板中充入液晶，通过控制液晶的偏转，从而实现对光线强弱的控制，然后通过彩膜基板，实现图像显示。现有的TFT-LCD是一种被动发光器件，需要光源使其显示图像。根据光源的不同，可以分为透射式液晶显示器、反射式液晶显示器以及半反半透式液晶显示器，其中透射式液晶显示器是以背光源发出的光线作为光源，如图1所示，为透射式TFT-LCD的阵列基板的结构示意图，横纵交叉的栅线10和数据线11交叉定义出像素单元，背光源的入射光在显示面板内需要分别透过TFT阵列基板的透明基板12、位于该透明基板12上的像素电极13、彩膜基板以及彩膜基板与阵列基板之间的液晶，才能实现图像显示。因此背光源的光线的传送率只有10%，这样一来造成了电力的大量浪费。
此外，反射式液晶显示器是以反射自然光作为光源，所以相比透射式液晶显示器而言具有节能的优势，然而它的缺点在于，只能在光线充足的环境下使用，在夜晚或微光环境下无法使用。
因此，结合透射式液晶显示器和反射式液晶显示器的优点，人们发明了一种半反半透式液晶显示器。现有的半反半透式TFT-LCD的阵列基板的典型结构如图2所示，在由横纵交叉的栅线10和数据线12交叉定义的像素单元内设置有反射层20，该反射层20通过过孔30与像素电极13相连接。沿虚线B-B’可以得到虚线框内的局部截面图，由截面图B-B’可以看出在反射层20与像素电极13之间设置了增厚层21，这是因为光线在反射和透射的过程中具有不同的光程，为了使得显示器能够正常显示图像，需要通过增厚层21使得阵列基板和彩膜基板40之间具有第一盒厚度E以及第二盒厚度F，这样一来，使得通过透射区域的光线和通过反射区域反射后的光线具有相同的光程。然而这样一种结构的阵列基板的制作工艺繁琐、复杂，并且由于增厚层的存在，也将使得显示面板的厚度增加，从而在降低了生产效率的同时增加了生产成本。
发明内容
本发明的实施例提供一种阵列基板及其制造方法、显示装置，用以制作半反半透式TFT-LCD，简化加工工艺，提高生产效率，降低生产成本。
为达到上述目的，本发明的实施例采用如下技术方案：
本发明实施例的一方面，提供一种阵列基板，包括横纵交叉的栅线和数据线以及由所述栅线和数据线交叉界定的像素单元，所述像素单元包括薄膜晶体管TFT和第一电极，所述像素单元分为透射区域和反射区域，所述反射区域具有用于反射光线的反射结构；
所述反射结构包括反射层，所述反射层与所述TFT的漏极同层设置；
所述反射层、所述TFT的漏极以及所述第一电极电连接。
本发明实施例的另一方面，提供一种显示装置，包括如上所述的阵列基板。
本发明实施例的又一方面，提供一种阵列基板的制造方法，所述阵列基板包括横纵交叉的栅线和数据线以及由所述栅线和数据线交叉界定的像素单元，所述像素单元包括薄膜晶体管TFT和第一电极，所述像素单元分为透射区域和反射区域，方法包括：
在所述反射区域内的透明基板表面设置用于反射光线的反射结构；
在所述反射结构中，通过一次构图工艺与所述TFT的漏极同层形成所述反射层的图案；
其中，所述反射层、所述TFT的漏极以及所述第一电极电连接。
本发明实施例提供一种阵列基板及其制造方法、显示装置，该阵列基板包括由栅线和数据线交叉界定的像素单元，该像素单元分为透射区域和反射区域，通过在反射区域设置用于反射光线的反射结构，且该反射结构具有通过一次构图工艺形成与TFT的漏极同层的反射层。这样一来，可以减少单独制作反射层的步骤，从而简化了制作工艺，提高了生产效率。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有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为现有技术提供的透射式液晶显示器的阵列基板的结构示意图；
图2为现有技术提供的半反半透式液晶显示器的阵列基板的结构示意图；
图3为本发明实施例提供的一种半反半透式液晶显示器的阵列基板的结构示意图；
图4为本发明实施例提供的一种反射结构的结构示意图；
图5为本发明实施例提供的另一种半反半透式液晶显示器的阵列基板的结构示意图；
图6为本发明实施例提供的一种半反半透式液晶显示器的结构示意图。
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。
本发明实施例提供的阵列基板如图3所示，包括横纵交叉的栅线10和数据线11以及由栅线10和数据线11交叉界定的像素单元02，该像素单元02包括薄膜晶体管TFT22和第一电极23，像素单元02分为透射区域24和反射区域25，该反射区域25具有用于反射光线的反射结构251。
沿图3中虚线C-C’可得到局部截面图，如该截面图C-C’所示，反射结构251可以包括反射层20，反射层20可以与TFT的漏极221同层设置。
其中，反射层20、TFT的漏极221以及第一电极23电连接。
本发明实施例提供一种阵列基板，该阵列基板包括由栅线和数据线交叉界定的像素单元，该像素单元分为透射区域和反射区域，通过在反射区域设置用于反射光线的反射结构，且该反射结构具有通过一次构图工艺形成与TFT的漏极同层的反射层。这样一来，可以减少单独制作反射层的步骤，从而简化了制作工艺，提高了生产效率。
需要说明的是，在本发明中，构图工艺，可指包括光刻工艺，或，包括光刻工艺以及刻蚀步骤，同时还可以包括打印、喷墨等其他用于形成预定图形的工艺；光刻工艺，是指包括成膜、曝光、显影等工艺过程的利用光刻胶、掩模板、曝光机等形成图形的工艺。可根据本发明中所形成的结构选择相应的构图工艺。
进一步地，如图4所示，该反射结构251还可以包括：
位于反射区域25的栅极金属层、栅极绝缘层15、半导体导电层16和钝化层17。
其中，该栅极金属层包括通过构图工艺形成的栅极、栅线10，以及该反射结构251的增高部14。
需要说明的是，该半导体导电层16采用半导体材料制成，例如，如图3所示，该半导体导电层16可以由半导体材料a-Si制成的位于栅极绝缘层15表面的第一导电层161，和/或由半导体材料n+a-Si制成的位于第一导电层161表面的第二导电层162构成。当然这里仅仅是以图3为例对半导体导电层的构成进行举例说明，其它材质及结构的半导体导电层在此不再一一赘述。
需要说明的是，反射层20与透明基板12之间的层级结构主要起到增高的作用，使得通过反射层的反射到达显示器件显示侧的光线与通过透射区域到达显示器件显示侧的光线的光程相近或相同。
当反射层20与透明基板12之间的层级结构与TFT的漏极221与透明基板12之间的层级结构相同，这样一来，可以在制作TFT的漏极221与透明基板12之间的层级结构的同时通过构图工艺完成反射层20与透明基板12之间的层级结构的制作，这样一来反射结构通过采用这样一种结构，即可以保证反射层20与TFT的漏极221可以采用一次构图工艺同层形成，又可以省去单独制作具有增高作用的结构的制作工序，从而能够简化制作工艺提高生产效率。
进一步地，反射区域25如图3所示，可以与TFT22所在区域相连接，这时，反射层20可以与TFT的漏极221为一体结构。
或者，透射区域24如图5所示，可以与TFT22所在区域相连接。
需要说明的是，透射区域24可以与TFT22所在区域相连接具体是指：可以将由横纵交叉的栅线10和数据线11界定的像素单元划分为透射区域24和反射区域25。其中，透射区域24内的第一电极23’与TFT22所在区域相连接；而反射区域25内的第一电极23”是通过透射区域24内的第一电极23’与TFT22所在区域相连接的。
这样一来，反射区域和透射区域在像素单元中的位置可以灵活设置，使得本领域技术人员在实际生产和加工中根据具体设计要求和需要对透射区域和反射区域在像素单元中的位置进行调整，从而提高产品的多样性。
现有技术中，TFT的漏极221和第一电极23可以通过过孔实现电连接，进一步地，如图4所示，在本发明实施例中，也可以采用制作过孔30的方式，使得第一电极23通过该过孔30与反射层20电连接。由于过孔的制作工艺在本领域中的应用相对成熟、简便，所以采用通过制作过孔的方式实现第一电极与反射层之间的电连接的方式具有简单、易操作等优点。
需要说明的是，本发明实施例提供的阵列基板可以适用于AD-SDS（Advanced-Super Dimensional Switching，简称为ADS，高级超维场开关）型、IPS（In Plane Switch，横向电场效应）型、TN（Twist Nematic，扭曲向列）型等类型的液晶显示装置的生产。所以进一步地，第一电极23可以包括像素电极或公共电极。
无论上述哪种液晶显示装置都包括对盒成形的彩膜基板和阵列基板。不同的是，TN型显示装置的公共电极设置在彩膜基板上，像素电极设置在阵列基板上；ADS型显示装置和IPS型显示装置的公共电极和像素电极均设置在阵列基板上。
AD-SDS技术通过同一平面内像素电极边缘所产生的平行电场以及像素电极层与公共电极层间产生的纵向电场形成多维电场，使液晶盒内像素电极间、电极正上方所有取向液晶分子都能够产生旋转转换，从而提高了平面取向系液晶工作效率并增大了透光效率。
在ADS型显示装置的阵列基板中，公共电极和像素电极可以异层设置，其中位于上层的电极包含多个狭缝型电极，位于下层的电极包含多个狭缝型电极或为平板形电极。
异层设置是针对至少两种图案而言的，至少两种图案异层设置是指，分别将至少两层薄膜通过构图工艺形成至少两种图案。对于两种图案异层设置是指，通过构图工艺，由两层薄膜各形成一种图案。例如，公共电极和像素电极异层设置是指：由第一层透明导电薄膜通过构图工艺形成下层电极，由第二层透明导电薄膜通过构图工艺形成上层电极，其中，下层电极为公共电极（或像素电极），上层电极为像素电极（或公共电极）。
在IPS型显示装置的阵列基板中，公共电极和像素电极同层设置，公共电极包含多个狭缝型电极，像素电极包含多个狭缝型电极，多个狭缝型电极之间间隔设置。
同层设置是针对至少两种图案而言的；至少两种图案同层设置是指：将同一薄膜通过构图工艺形成至少两种图案。例如，公共电极和像素电极同层设置是指：由同一透明导电薄膜通过构图工艺形成像素电极和公共电极。其中，像素电极是指通过开关单元（例如，可以是薄膜晶体管）与数据线电连接的电极，公共电极是指和公共电极线电连接的电极。
进一步地，反射结构251的厚度可以为液晶盒盒厚的二分之一，并且该反射结构251的厚度可以大于TFT22的厚度。需要说明的是液晶盒的盒厚是指对盒后的阵列基板与彩膜基板之间的距离，该阵列基板与彩膜基板之间填充有液晶。这样一来，如图6所示，彩膜基板40到反射层20表面的距离F为彩膜基板40到第一电极23的距离E的二分之一。因此，光线通过反射层20再通过反射到达显示器显示侧表面的距离与光线透过第一电极23到达显示器显示侧表面的距离相等，即反射区域与透射区域的光线具有相同的光程，从而可以提升显示器的显示效果，提高产品质量。
本发明实施例提供一种显示装置，包括如上所述的任意一种阵列基板。
本发明实施例提供一种显示装置，该显示装置包括阵列基板，该阵列基板包括由栅线和数据线交叉界定的像素单元，该像素单元分为透射区域和反射区域，通过在反射区域设置用于反射光线的反射结构，且该反射结构具有通过一次构图工艺形成与TFT的漏极同层的反射层。这样一来，可以减少单独制作反射层的步骤，从而简化了制作工艺，提高了生产效率。
本发明实施例提供一种阵列基板的制造方法，该阵列基板如图3所示包括横纵交叉的栅线10和数据线11以及由栅线10和数据线11交叉界定的像素单元02，像素单元02包括薄膜晶体管TFT22和第一电极23，该像素单元02分为透射区域24和反射区域25，该制造方法可以包括：
S101、在反射区域25内的透明基板12表面设置用于反射光线的反射结构251。
S102、在反射结构251中，通过一次构图工艺与TFT的漏极221同层形成反射层20的图案。
其中，反射层20、TFT的漏极221以及第一电极23电连接。
本发明实施例提供一种阵列基板的制造方法，该阵列基板包括由栅线和数据线交叉界定的像素单元，该像素单元分为透射区域和反射区域，通过在反射区域设置用于反射光线的反射结构，且该反射结构具有通过一次构图工艺形成与TFT的漏极同层的反射层。这样一来，可以减少单独制作反射层的步骤，从而简化了制作工艺，提高了生产效率。
进一步的，如图4所示，制作反射结构251的方法可以包括：
S201、在透明基板的表面形成栅极金属层，其中，该栅极金属层包括通过构图工艺形成的栅极、栅线10，以及该反射结构251的增高部14的图案。
S202、在形成上述结构的基板表面通过构图工艺形成栅极绝缘层15的图案。
S203、在形成上述结构的基板表面通过构图工艺在栅极绝缘层15与反射层20之间制作半导体导电层16的图案。
需要说明的是，该半导体导电层16采用半导体材料制成，例如，如图3所示，该半导体导电层16可以由半导体材料a-Si制成的位于栅极绝缘层15表面的第一导电层161，和/或由半导体材料n+a-Si制成的位于第一导电层161表面的第二导电层162构成。当然这里仅仅是以图3为例对半导体导电层的构成进行举例说明，其它材质及结构的半导体导电层在此不再一一赘述。
S204、在形成反射层20的基板表面通过构图工艺形成钝化层17的图案。
需要说明的是，反射层20与透明基板12之间的层级结构主要起到增高的作用，使得通过反射层的反射到达显示器件显示侧的光线与通过透射区域到达显示器件显示侧的光线的光程相近或相同。
当反射层20与透明基板12之间的层级结构与TFT的漏极221与透明基板12之间的层级结构相同，这样一来，可以在制作TFT的漏极221与透明基板12之间的层级结构的同时通过构图工艺完成反射层20与透明基板12之间的层级结构的制作，这样一来反射结构通过采用这样一种结构，即可以保证反射层20与TFT的漏极221可以采用一次构图工艺同层形成，又可以省去单独制作具有增高作用的结构的制作工序，从而能够简化制作工艺提高生产效率。
进一步地，反射区域25如图3所示，可以与TFT22所在区域相连接，这样一来，可以通过构图工艺形成与TFT的漏极211为一体结构的反射层20。
或者，透射区域24如图5所示，可以与TFT22所在区域相连接。
这样一来，反射区域和透射区域在像素单元中的位置可以灵活设置，使得本领域技术人员在实际生产和加工中根据具体设计要求和需要对透射区域和反射区域在像素单元中的位置进行调整，从而提高产品的多样性。
现有技术中，TFT的漏极221和第一电极23可以通过过孔实现电连接，进一步地，如图4所示，在本发明实施例中，也可以采用通过构图工艺在反射层20的表面制作过孔30的方式，使得第一电极23通过该过孔30与反射层20电连接。由于过孔的制作工艺在本领域中的应用相对成熟、简便，所以采用通过制作过孔的方式实现第一电极与反射层之间的电连接的方式具有简单、易操作等优点。
进一步地，在反射区域25内的透明基板12表面形成的反射结构251的厚度为液晶盒盒厚的二分之一。需要说明的是液晶盒的盒厚是指对盒后的阵列基板与该彩膜基板之间的距离，该阵列基板与彩膜基板之间填充有液晶。这样一来，如图6所示，彩膜基板40到反射层20表面的距离F为彩膜基板40到第一电极23的距离E的二分之一。因此，光线通过反射层20再通过反射到达显示器显示侧表面的距离与光线透过第一电极23到达显示器显示侧表面的距离相等，即反射区域与透射区域的光线具有相同的光程，从而可以提升显示器的显示效果，提高产品质量。
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。

Claims (14)

1.一种阵列基板，包括横纵交叉的栅线和数据线以及由所述栅线和所述数据线交叉界定的像素单元，所述像素单元包括薄膜晶体管TFT和第一电极，所述像素单元分为透射区域和反射区域，其特征在于，所述反射区域具有用于反射光线的反射结构；
所述反射结构包括反射层，所述反射层与所述TFT的漏极同层设置；
所述反射层、所述TFT的漏极以及所述第一电极电连接。
2.根据权利要求1所述的阵列基板，其特征在于，所述反射结构还包括：
位于反射区域的栅极金属层、栅极绝缘层、半导体导电层和钝化层。
3.根据权利要求1或2所述的阵列基板，其特征在于，所述反射区域与所述TFT所在区域相连接，所述反射层与所述TFT的漏极为一体结构。
4.根据权利要求1或2所述的阵列基板，其特征在于，所述透射区域与所述TFT所在区域相连接。
5.根据权利要求1所述的阵列基板，其特征在于，所述反射层的表面设置有过孔，所述第一电极通过所述过孔与所述反射层电连接。
6.根据权利要求1所述的阵列基板，其特征在于，第一电极包括像素电极或公共电极。
7.根据权利要求1所述的阵列基板，其特征在于，所述反射结构的厚度为液晶盒盒厚的二分之一，并且所述反射结构的厚度大于所述TFT的厚度。
8.一种显示装置，其特征在于，包括如权利要求1-6所述的任一阵列基板。
9.一种阵列基板的制造方法，所述阵列基板包括横纵交叉的栅线和数据线以及由所述栅线和所述数据线交叉界定的像素单元，所述像素单元包括薄膜晶体管TFT和第一电极，所述像素单元分为透射区域和反射区域，其特征在于，方法包括：
在所述反射区域内的透明基板表面设置用于反射光线的反射结构；
在所述反射结构中，通过一次构图工艺与所述TFT的漏极同层形成所述反射层的图案；
其中，所述反射层、所述TFT的漏极以及所述第一电极电连接。
10.根据权利要求9所述的制造方法，其特征在于，制作所述反射结构的方法包括：
在透明基板的表面形成栅极金属层；
在形成上述结构的基板表面通过构图工艺形成栅极绝缘层的图案；
在形成上述结构的基板表面通过构图工艺在所述栅极绝缘层与所述反射层之间制作半导体导电层的图案；
在所述形成有反射层的基板表面通过构图工艺形成钝化层的图案。
11.根据权利要求9或10所述的制造方法，其特征在于，所述反射区域与所述TFT所在区域相连接，通过构图工艺形成与所述TFT的漏极为一体结构的所述反射层。
12.根据权利要求9或10所述的制造方法，其特征在于，所述透射区域与所述TFT所在区域相连接。
13.根据权利要求9所述的制造方法，其特征在于，通过构图工艺在所述反射层的表面设置过孔，所述第一电极通过所述过孔与所述反射层电连接。
14.根据权利要求9所述的制造方法，其特征在于，在所述反射区域内的透明基板表面形成的所述反射结构的厚度为液晶盒盒厚的二分之一，并且所述反射结构的厚度大于所述TFT的厚度。
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