CN103513483B - 阵列基板及其制造方法和显示装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种阵列基板及其制造方法和显示装置，所述阵列基板包括：基板、形成在所述基板上的第一栅极扫描线、形成在所述第一栅极扫描线上的第一栅极绝缘层、形成在所述第一栅极绝缘层上的有源层、形成在所述有源层上且垂直于所述第一栅极扫描线的数据扫描线、以及形成在所述数据扫描线上的由所述第一栅极扫描线和所述数据扫描线所定义的像素单元中的像素电极，所述阵列基板还包括：第二栅极扫描线，形成在所述第一栅极扫描线上方或下方，所述第二栅极扫描线与所述第一栅极扫描线在所述阵列基板的堆叠方向上大体重合，并且所述第二栅极扫描线与所述第一栅极扫描线、所述有源层、所述数据扫描线及所述像素电极绝缘设置。
Description
技术领域
本发明涉及显示技术领域，具体而言，涉及一种阵列基板及其制造方法和显示装置。
背景技术
随着显示技术的发展，高透过率、大尺寸、低功耗和低成本的显示面板成为了未来的发展方向。
现有的TFT-LCD阵列基板的栅极扫描线多为单线结构，图1示出了现有阵列基板结构的顶视图，图2示出了沿图1的A-A线截取的截面图。如图1和2所示，在玻璃基板11上形成栅极扫描线12，在栅极扫描线12上覆盖绝缘层13，绝缘层13通常由氮化硅构成。在绝缘层13上形成有源层14，并在有源层14上形成数据扫描线15，对数据扫描线15进行蚀刻，以形成TFT晶体管的源极和漏极。在数据扫描线15上形成保护层16，并对保护层16进行蚀刻，以在TFT晶体管的漏极上形成过孔。然后在保护层上形成像素电极17，像素电极17通过保护层16上的过孔与TFT晶体管的漏极连接。
为了减少使用数据驱动器的数量以降低成本，现有技术中还存在有一种双栅极扫描线的结构来减少数据驱动器的使用数量。在这种双栅极扫描线结构中，两条栅极扫描线平行设置在同一层上，虽然扫描线的数量加倍，但由于数据线的数目减半，因此减少了整体所需的数据驱动器数量。
但是，这样制造的阵列基板存在如下缺点：其一数据扫描线与栅极扫描线组成的网格结构对应的黑矩阵遮光区域较多，显示面板的开口率和透过率偏低；其二显示面板的分辨率受数据扫描线和栅极扫描线限制偏低，不利于高PPI(Pixelsperinch，每英寸的像素数)产品的设计与制备；其三驱动方式是行翻转模式，画面品质效果不理想。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种画面品质优良的阵列基板。
为此目的，本发明提出了一种阵列基板，包括：基板、形成在所述基板上的第一栅极扫描线、形成在所述第一栅极扫描线上的第一栅极绝缘层、形成在所述第一栅极绝缘层上的有源层、形成在所述有源层上且垂直于所述第一栅极扫描线的数据扫描线、以及形成在所述数据扫描线上的由所述第一栅极扫描线和所述数据扫描线所定义的像素单元中的像素电极，所述阵列基板还包括：第二栅极扫描线，形成在所述第一栅极扫描线上方或下方，并且所述第二栅极扫描线分别与所述第一栅极扫描线、所述有源层、所述数据扫描线及所述像素电极绝缘设置。
优选地，所述第二栅极扫描线位于所述第一栅极绝缘层与所述有源层之间，且通过第二栅极绝缘层与所述有源层绝缘。
优选地，所述第二栅极扫描线与所述第一栅极扫描线在所述阵列基板的堆叠方向上至少部分重合。
优选地，所述第一栅极扫描线由第一导电条和从所述第一导电条的一侧延伸出的多个第一凸部构成，所述第一凸部沿所述第一导电条的延伸方向等间隔地设置在所述第一导电条的一侧上。
优选地，所述第二栅极扫描线由第二导电条和从所述第二导电条的一侧延伸出的多个第二凸部构成，所述第二导电条与所述第一导电条在所述堆叠方向上重合，所述第二凸部沿所述第二导电条的延伸方向等间隔地设置在所述第二导电条的与所述第一凸部相对的侧上，且与所述第一凸部交错设置。
优选地，所述第二栅极扫描线由第二导电条和从所述第二导电条的一侧延伸出的多个第二凸部构成，所述第二导电条与所述第一导电条在所述堆叠方向上重合，所述第二凸部沿所述第二导电条的延伸方向等间隔地设置在所述第二导电条的与所述第一凸部相对的侧上，且与所述第一凸部齐平。
优选地，所述数据扫描线由第三导电条和从所述第三导电条延伸出的多个第三凸部构成，所述第三导电条垂直于所述第一导电条和所述第二导电条，且位于相邻的所述第一凸部与所述第二凸部之间，所述第三凸部形成在每个第一凸部和第二凸部上方。
优选地，所述第一绝缘层和/或第二绝缘层的材料为有机介电膜。
优选地，所述有机介电膜包括聚乙烯、聚碳酸脂、聚苯乙烯、聚酰亚胺、丙烯酸酯中的至少一种。
优选地，在每个所述像素单元中具有两个所述像素电极。
本发明还提出了一种阵列基板的制造方法，包括：在基板上形成第一栅极扫描线；在所述第一栅极扫描线上形成第一栅极绝缘层；在所述第一栅极绝缘层上形成有源层；在所述有源层上形成数据扫描线，所述数据扫描线垂直于所述第一栅极扫描线；在所述数据扫描线上的由所述第一栅极扫描线与所述数据扫描线所定义的像素单元中形成像素电极，所述制造方法还包括：在所述第一栅极扫描线上方或下方形成第二栅极扫描线，所述第二栅极扫描线分别与所述第一栅极扫描线、所述有源层、所述数据扫描线及所述像素电极绝缘设置。
优选地，在所述第一栅极绝缘层与所述有源层之间形成所述第二栅极扫描线，所述第二栅极扫描线与所述有源层之间通过第二栅极绝缘层绝缘。
本发明进一步提出了一种显示装置，具有如上所述的阵列基板。
通过采用本发明所提供的阵列基板，可以提升显示面板的分辨率；在相同分辨率的情况下减少遮光区域，提升显示面板的开口率和透过率；可以实现点翻转，显著提升画面品质。
附图说明
通过参考附图会更加清楚的理解本发明的特征和优点，附图是示意性的而不理解为对本发明进行任何限制，在附图中：
图1示出了现有阵列基板结构的顶视图；
图2示出了沿图1的A-A线截取的截面图；
图3示出了根据本发明实施例的阵列基板结构的顶视图；
图4示出了沿图3的B-B线截取的截面图；
图5示出了沿图3的C-C线截取的截面图；
图6示出了根据本发明实施例的阵列基板结构的制造方法的流程图；
图7-11分别示出了根据本发明实施例的阵列基板结构的制造方法各步工艺完成后的顶视图；
图12示出了根据本发明另一实施例的阵列基板结构的顶视图；
图13A、13B和13C分别示出了现有技术中的阵列基板的分辨率的示意图和根据本发明实施例的阵列基板的分辨率的示意图；
图14A、14B和14C分别示出了现有技术中的阵列基板对应的彩色滤光片的黑矩阵的示意图和根据本发明实施例的阵列基板对应的彩色滤光片的黑矩阵的示意图；
图15A和图15B分别示出了现有技术中阵列基板在逐行驱动方式下栅极扫描到第n行和第n+1行时像素驱动的示意图；
图16A和图16B分别示出了根据本发明实施例的阵列基板在逐行驱动方式下栅极扫描到第n行的第一栅极扫描线和第二栅极扫描线时像素驱动的示意图；以及
图17A和图17B分别示出了根据本发明实施例的阵列基板在隔行驱动方式下第M帧第一栅极扫描线和第二栅极扫描线驱动时像素驱动的示意图。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明的实施例进行详细描述。
图3至图5示出了根据本发明实施例的阵列基板结构的示意图，其中图3示出了根据本发明实施例的阵列基板结构的顶视图，图4示出了沿图3的B-B线截取的截面图，图5示出了沿图3的C-C线截取的截面图。从图3至图5中可以看出，根据本发明实施例的阵列基板结构具有上下堆叠的两层栅极扫描线，分别为第一栅极扫描线2和第二栅极扫描线8，两层栅极扫描线之间由第一栅极绝缘层3隔开，并且第二栅极扫描线8上形成有第二栅极绝缘层9，然后在第二栅极绝缘层9上顺次形成有源层4、数据扫描线5、保护层6及像素电极7。
图6示出了根据本发明实施例的阵列基板结构的制造方法的流程图。
如图6所示，在步骤S1中，在玻璃基板1上形成第一栅极扫描线2。图7示出了第一栅极扫描线工艺完成后的结构顶视图。如图7所示，第一栅极扫描线2由第一导电条2.1和从第一导电条2.1的一侧延伸出的多个第一凸部2.2构成，第一凸部2.2沿第一导电条2.1的延伸方向等间隔地设置在第一导电条2.1的一侧上。优选地，第一导电条2.1和第一凸部2.2一体地形成。在步骤S2中，在第一栅极扫描线2上形成第一栅极绝缘层3。
在步骤S3中，在第一栅极绝缘层3上形成第二栅极扫描线8。图8示出了第二栅极扫描线工艺完成后的结构顶视图。如图8所示，第二栅极扫描线8由第二导电条8.1和从第二导电条8.1的一侧延伸出的多个第二凸部8.2构成，第二导电条8.1与第一导电条2.1在堆叠方向上重合，第二凸部8.2沿第二导电条8.1的延伸方向等间隔地设置在第二导电条8.1的与第一凸部2.2相对的侧上，且与第一凸部2.2交错设置。优选地，第二导电条8.1和第二凸部8.2一体地形成。在步骤S4中，在第二栅极扫描线8上形成第二栅极绝缘层9。
在步骤S5中，在第二栅极绝缘层9上形成有源层4。在步骤S6中，在有源层4上形成数据扫描线5。图9示出了有源层和数据扫描线构图工艺完成后的结构顶视图。如图9所示，数据扫描线5由第三导电条5.1、从第三导电条5.1延伸出的多个第三凸部5.2构成。第三导电条5.1垂直于第一导电条2.1和第二导电条8.1，且位于相邻的第一凸部2.2与第二凸部8.2之间。第二凸部5.2形成在每个第一凸部2.2和第二凸部8.2上方，作为阵列基板上的薄膜晶体管的源极。进一步地，在凸出的多个第三凸部5.2的对面，形成阵列基板上的薄膜晶体管的漏极5.3。
在步骤S7中，在数据扫描线5上形成保护层6。图10示出了保护层工艺完成后的结构顶视图。对保护层6进行蚀刻，在漏极5.3上方的保护层6中形成过孔。
在步骤S8中，在保护层6上形成像素电极7。图11示出了像素电极工艺完成后的结构顶视图。像素电极7通过保护层6中的通孔与漏极5.3电连接。
图12示出了根据本发明另一实施例的阵列基板结构的顶视图。如图12所示，第一栅极扫描线由第一导电条和从第一导电条的一侧延伸出的多个第一凸部构成，第一凸部沿第一导电条的延伸方向等间隔地设置在第一导电条的一侧上。第二栅极扫描线由第二导电条和从第二导电条的一侧延伸出的多个第二凸部构成，第二导电条与第一导电条在堆叠方向上重合，第二凸部沿第二导电条的延伸方向等间隔地设置在第二导电条的与第一凸部相对的侧上，且与第一凸部平齐。数据扫描线由第三导电条和从第三导电条延伸出的多个第三凸部构成，第三导电条垂直于第一导电条和第二导电条，且设置在齐平的第一凸部与第二凸部的一侧。其中，第三凸部形成在每个第一凸部和第二凸部上方，作为阵列基板上的薄膜晶体管的源极，并且在凸出的多个第三凸部的对面形成阵列基板上的薄膜晶体管的漏极。
至此，完成了根据本发明实施例的阵列基板的制造。上述的阵列基板及其制造方法只是用于说明本发明的实施例，并非用于限定本发明。本领域技术人员应当理解，第二栅极扫描线可以位于第一栅极扫描线的上方或下方而不与第一栅极扫描线同层设置，第二栅极扫描线可以如以上实施例所述位于第一栅极绝缘层与有源层之间，也可以位于有源层与数据扫描线层之间，或者位于数据扫描线层与像素电极层之间，或者位于像素电极层之上，或者位于第一栅极扫描线层与玻璃基板之间，只要第二栅极扫描线层与第一栅极扫描线层不同层设置即可，并且第二栅极扫描线与相邻的导电部件绝缘(此处导电部件是指第一栅极扫描线、有缘层、数据扫描线或像素电极层)，以实现正常的TFT功能。
为了克服制造过程中电容过高的问题，可以采用铜等低电阻材料来制作各个扫描线，以将线宽做的很细；或者增加绝缘层材料的厚度；或者采用介电常数较大的材料来作为绝缘层材料，诸如氮化硅、氧化锌、氧化铪、氧化锆、锆钛酸铅(PZT)、钛酸锶钡(BST)等；或者采用具有柔韧性好、重量轻、低成本及易加工性等优点的有机介电膜来作为绝缘层材料，诸如聚乙烯、聚碳酸脂、聚苯乙烯、聚酰亚胺、丙烯酸酯等。
下面将详细介绍采用本发明实施例的阵列基板相比于现有技术中的阵列基板的优势。
图13A示出了现有技术中单栅极扫描线结构的阵列基板的分辨率的示意图，图13B示出了现有技术中同层设置的双栅极扫描线结构的阵列基板的分辨率的示意图，作为对比，图13C示出了根据本发明实施例的阵列基板的分辨率的示意图。由于根据本发明实施例的阵列基板中形成了上下两层的栅极扫描线结构，因此，在由横向方向上的栅极扫描线与纵向方向上的数据扫描线所定义的像素单元中可以形成两个像素电极，即像素区。由上下两层栅极扫描线来分别驱动这两个像素区。由此，在相同的单位面积下，根据本发明实施例的阵列基板上的像素区可以是现有技术中单栅极扫描线结构的阵列基板上的像素区的四倍，从而有效提升了显示面板的分辨率。
图14A示出了现有技术中单栅极扫描线结构的阵列基板所对应的彩色滤光片的黑矩阵的示意图，图14B示出了现有技术中同层设置的双栅极扫描线结构的阵列基板所对应的彩色滤光片的黑矩阵的示意图，作为对比，图14C示出了根据本发明实施例的阵列基板所对应的彩色滤光片的黑矩阵的示意图。由于根据本发明实施例的阵列基板中形成了上下两层的栅极扫描线结构，因此，在由横向方向上的栅极扫描线与纵向方向上的数据扫描线所定义的像素单元中可以形成两个像素区，由上下两层栅极扫描线来驱动这两个像素区。根据本发明实施例的阵列基板所对应的彩色滤光片上的遮光区域的形状对应于由横向方向上的栅极扫描线与纵向方向上的数据扫描线构成的形状。由此，在相同的分辨率下，可以实现栅极扫描线对应的遮光区域比单栅极扫描线结构的阵列基板减少一半，且显著低于同层设置的双栅极扫描线结构的阵列基板，从而提升了显示面板的开口率和通过率。
图15A示出了现有技术中单栅极扫描线结构的阵列基板在逐行驱动方式下栅极扫描到第n行时像素驱动的示意图，图15B示出了现有技术中单栅极扫描线结构的阵列基板在逐行驱动方式下栅极扫描到第n+1行时像素驱动的示意图。现有技术中的显示装置通常采用行翻转的方式，如图15所示，在扫描到第n行栅极时，与第n行栅极相对应的整行像素被驱动为+；在扫描到第n+1行栅极时，与第n+1行栅极相对应的整行像素被驱动为-。由于整行翻转画面差异较大，所以人眼观看画面的体验不佳。
图16A示出了根据本发明实施例的阵列基板在逐行驱动方式下栅极扫描到第n行的第一栅极扫描线时像素驱动的示意图，图16B示出了根据本发明实施例的阵列基板在逐行驱动方式下栅极扫描到第n行的第二栅极扫描线时像素驱动的示意图。如图16所示，在扫描到第n行栅极时，与第n行的第一栅极扫描线相对应的像素被驱动为+；接着，与第n行的第二栅极扫描线相对应的整行像素被驱动为-。由此，像素被相间隔地驱动，实现了点翻转，画面差异较小，人眼观看画面体验较佳。
图17A示出了根据本发明实施例的阵列基板在隔行驱动方式下第M帧第一栅极扫描线驱动时像素驱动的示意图；图17B示出了根据本发明实施例的阵列基板在隔行驱动方式下第M帧第二栅极扫描线驱动时像素驱动的示意图。如图17所示，在第M帧时，首先整个阵列基板的第一栅极扫描线相对应的像素被驱动为+；接着，整个阵列基板的第二栅极扫描线相对应的整行像素被驱动为-。由此实现了点翻转，提升了画面品质。
通过采用本发明所提供的阵列基板，可以提升显示面板的分辨率；在相同分辨率的情况下减少遮光区域，提升显示面板的开口率和透过率；可以实现点翻转，显著提升画面品质。
虽然结合附图描述了本发明的实施方式，但是本领域技术人员可以在不脱离本发明的精神和范围的情况下作出各种修改和变型，这样的修改和变型均落入由所附权利要求所限定的范围之内。
Claims (10)
1.一种阵列基板，包括：基板、形成在所述基板上的第一栅极扫描线、形成在所述第一栅极扫描线上的第一栅极绝缘层、形成在所述第一栅极绝缘层上的有源层、形成在所述有源层上且垂直于所述第一栅极扫描线的数据扫描线、以及形成在所述数据扫描线上的由所述第一栅极扫描线和所述数据扫描线所定义的像素单元中的像素电极，所述阵列基板还包括：
第二栅极扫描线，形成在所述第一栅极扫描线上方或下方，并且所述第二栅极扫描线分别与所述第一栅极扫描线、所述有源层、所述数据扫描线及所述像素电极绝缘设置，
所述第一栅极扫描线由第一导电条和从所述第一导电条的一侧延伸出的多个第一凸部构成，所述第一凸部沿所述第一导电条的延伸方向等间隔地设置在所述第一导电条的一侧上，第二栅极扫描线由第二导电条和从第二导电条的一侧延伸出的多个第二凸部构成，第二凸部沿第二导电条的延伸方向等间隔地设置在第二导电条的与第一凸部相对的侧上，且与第一凸部交错设置，
所述第二栅极扫描线与所述第一栅极扫描线在所述阵列基板的堆叠方向上至少部分重合。
2.根据权利要求1所述的阵列基板，其中，所述第二栅极扫描线位于所述第一栅极绝缘层与所述有源层之间，且通过第二栅极绝缘层与所述有源层绝缘。
3.根据权利要求1所述的阵列基板，其中，所述第二导电条与所述第一导电条在所述堆叠方向上重合。
4.根据权利要求3所述的阵列基板，其中，所述数据扫描线由第三导电条和从所述第三导电条延伸出的多个第三凸部构成，所述第三导电条垂直于所述第一导电条和所述第二导电条，且位于相邻的所述第一凸部与所述第二凸部之间，所述第三凸部形成在每个第一凸部和第二凸部上方。
5.根据权利要求2所述的阵列基板，其中，所述第一栅极绝缘层和/或第二栅极绝缘层的材料为有机介电膜。
6.根据权利要求5所述的阵列基板，其中，所述有机介电膜包括聚乙烯、聚碳酸脂、聚苯乙烯、聚酰亚胺、丙烯酸酯中的至少一种。
7.根据权利要求1至3中任一项所述的阵列基板，其中，在每个所述像素单元中具有两个所述像素电极。
8.一种阵列基板的制造方法，包括：在基板上形成第一栅极扫描线；在所述第一栅极扫描线上形成第一栅极绝缘层；在所述第一栅极绝缘层上形成有源层；在所述有源层上形成数据扫描线，所述数据扫描线垂直于所述第一栅极扫描线；在所述数据扫描线上的由所述第一栅极扫描线与所述数据扫描线所定义的像素单元中形成像素电极，所述制造方法还包括：
在所述第一栅极扫描线上方或下方形成第二栅极扫描线，所述第二栅极扫描线分别与所述第一栅极扫描线、所述有源层、所述数据扫描线及所述像素电极绝缘设置，
所述第一栅极扫描线由第一导电条和从所述第一导电条的一侧延伸出的多个第一凸部构成，所述第一凸部沿所述第一导电条的延伸方向等间隔地设置在所述第一导电条的一侧上，第二栅极扫描线由第二导电条和从第二导电条的一侧延伸出的多个第二凸部构成，第二凸部沿第二导电条的延伸方向等间隔地设置在第二导电条的与第一凸部相对的侧上，且与第一凸部交错设置，
所述第二栅极扫描线与所述第一栅极扫描线在所述阵列基板的堆叠方向上至少部分重合。
9.根据权利要求8所述的制造方法，其中，在所述第一栅极绝缘层与所述有源层之间形成所述第二栅极扫描线，所述第二栅极扫描线与所述有源层之间通过第二栅极绝缘层绝缘。
10.一种显示装置，具有权利要求1至7中任一项所述的阵列基板。
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