CN103824865A - 一种阵列基板及其制备方法和显示装置 - Google Patents

Abstract

本发明属于显示技术领域，具体涉及一种阵列基板及其制备方法和包括该阵列基板的显示装置。该阵列基板，包括第一电极和绝缘层，所述绝缘层的图形与所述第一电极的图形互补。本发明的阵列基板，绝缘层能有效降低数据线和栅线与公共电极之间的寄生电容；同时，该阵列基板可以采用同一掩模板来形成绝缘层和第一电极，成本更低。

Description

一种阵列基板及其制备方法和显示装置

技术领域

本发明属于显示技术领域，具体涉及一种阵列基板及其制备

方法和包括该阵列基板的显示装置。

背景技术

随着显示技术的发展，平板显示装置已取代笨重的CRT显示装置成为主流显示装置。目前，市场上主流的平板显示装置主要包括液晶显示装置（Liquid Crystal Display，简称LCD）和有机电致发光显示装置（Organic Light Emission Display，简称OLED）。

液晶显示装置和有机电致发光显示装置都包括阵列基板，阵列基板中划分为多个子像素区，每一子像素区内都设置有作为控制元件的薄膜晶体管（Thin Film Transistor，简称TFT）和由薄膜晶体管控制供电的电极，其中，薄膜晶体管与电极之间还设置有绝缘层；为了减小段差，它们之间还可以设置平坦保护层。

随着人们对高像素（Pixels Per Inch，每英寸像素数目，简称PPI）显示的需求，促使人们对阵列基板的结构和制备方法进行改进。以液晶显示装置为例，高像素显示的一个典型代表是高级超维场转换技术（ADvanced Super Dimension Switch，简称ADSDS或ADS）。其中，ADS型阵列基板包括像素电极（Pixel）与公共电极（Com），像素电极与公共电极间产生的电场，使液晶盒内的所有液晶分子都能够发生偏转，从而提高了液晶工作效率并增大了视角。

阵列基板中通常还设置有信号线，例如：ADS型阵列基板具有作为显示数据传输的通道的数据线（Data Line）和作为扫描信号选通的通道的栅线（Gate Line），但是，数据线和栅线均会分别与公共电极形成寄生电容而影响信号的传输。为了降低寄生电容，目前通常采用在数据线和栅线与公共电极之间增加绝缘层，例如增加树脂层（Resin）的方法来降低寄生电容，提高产品性能；同时，树脂层的增加，还能提高像素率。

但是，根据目前阵列基板的生产工艺，由于树脂层需要开设通孔以使得处于树脂层下方的薄膜晶体管的电极（栅极、源极和漏极）与处于树脂层上方的电极或导电层连接，因此，需单独形成一块树脂层图形掩模板（Mask）以形成相应的过孔，从而增加了掩模板的成本，相应地增加了生产成本。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对现有技术中存在的上述不足，提供一种阵列基板及其制备方法和包括该阵列基板的显示装置，该阵列基板中的绝缘层的图形与第一电极的图形互补，段差更小；且绝缘层的图形与第一电极的图形可采用同一掩模板形成，生产成本更低。

解决本发明技术问题所采用的技术方案是该阵列基板，包括第一电极和绝缘层，其特征在于，所述绝缘层的图形与所述第一电极的图形互补。

优选的是，所述阵列基板还包括第二电极，所述第一电极与所述第二电极在正投影方向上至少部分重叠；所述绝缘层包括第一绝缘层和第二绝缘层，所述第一绝缘层或所述第二绝缘层图形与所述第一电极的图形互补。

优选的是，所述阵列基板包括显示区，所述显示区划分为多个子像素区域，所述子像素区域内设置有薄膜晶体管，所述第一绝缘层设置于所述薄膜晶体管的上方，所述第一电极和所述第二绝缘层设置于所述第一绝缘层的上方，所述第二绝缘层图形与所述第一电极的图形互补。

优选的是，所述薄膜晶体管包括栅极、源极和漏极，所述第一绝缘层在对应着所述漏极的区域设置有过孔，所述第一电极通过所述过孔与所述漏极电连接。

优选的是，所述阵列基板还包括数据线和栅线，所述数据线和所述栅线交叉设置于相邻所述子像素区的交界处；所述数据线与所述薄膜晶体管的源极电连接，所述栅线与所述薄膜晶体管的栅极电连接，所述第二绝缘层还覆盖着所述数据线和所述栅线对应着的区域。

优选的是，所述阵列基板还包括非显示区，所述非显示区环绕在所述显示区之外；所述非显示区内设置有引导电极，所述第一电极和所述第二电极还延伸至所述非显示区，所述引导电极与所述第一电极和所述第二电极层叠设置、且在正投影方向上至少部分重叠。

优选的是，所述引导电极包括扫描信号传输引导电极和数据信号传输引导电极。

优选的是，所述第一电极在对应着所述子像素区的部分为像素电极，所述像素电极为板状，所述第二绝缘层环绕在所述子像素区除所述像素电极之外的区域；所述第二电极在对应着所述显示区的部分为公共电极，所述公共电极为狭缝状。

优选的是，所述第二绝缘层采用树脂材料形成，所述第一电极与所述第二绝缘层设置于同一层。

一种显示装置，包括阵列基板，所述阵列基板采用上述的阵列基板。

一种阵列基板的制备方法，包括形成第一电极和绝缘层的图形的步骤，所述绝缘层的图形和所述第一电极的图形采用构图工艺形成，且所述绝缘层的图形和所述第一电极的图形采用同一掩模板形成。

优选的是，所述制备方法还包括形成第二电极的图形的步骤，所述第一电极与所述第二电极在正投影方向上至少部分重叠；所述绝缘层包括第一绝缘层和第二绝缘层，所述第一绝缘层或所述第二绝缘层的图形与所述第一电极的图形互补。

优选的是，所述第一绝缘层和所述第二绝缘层中的至少一层的图形采用具有负性光刻性质的光阻材料形成；所述构图工艺包括曝光步骤，所述第一电极在曝光步骤中采用具有正性光刻性质的光阻材料形成遮挡层。

本发明的有益效果是：本发明提供了一种阵列基板，该阵列基板中的绝缘层的图形与第一电极的图形互补，因此整体厚度更薄，段差更小；同时，该阵列基板可以采用同一掩模板来形成第二绝缘层的图形和第一电极的图形，还相应减少了现有技术中分别制作用于形成树脂层和第一电极的掩模板的成本，使得生产成本更低。

附图说明

图1为本发明实施例1中阵列基板的显示区的平面图；

图2A为对应着图1中AA剖切线处的剖视图；

图2B为对应着图1中BB剖切线处的剖视图；

图3为本发明实施例1中阵列基板的非显示区的平面图；

图4对应着图3中AA剖切线处的剖视图；

附图标记：1－基板；2－栅极；21-栅绝缘层；3－源极；4-漏极；5-第一钝化层；6-树脂层；7-第一电极；8-第二钝化层；9－第二电极；10-有源层；11-栅线；12-数据线；13-引导电极。

具体实施方式

为使本领域技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合附图和具体实施方式对本发明阵列基板及其制备方法和包括该阵列基板的显示装置作进一步详细描述。

实施例1：

本实施例提供一种阵列基板，该阵列基板包括第一电极和绝缘层，绝缘层的图形与第一电极的图形互补。

相应的，一种阵列基板的制备方法，包括形成第一电极和绝缘层的图形的步骤，其中，绝缘层的图形和第一电极的图形采用构图工艺形成，且绝缘层的图形和第一电极的图形采用同一掩模板形成。

在本实施例中，第一电极可以为像素电极，由于该阵列基板中的绝缘层的图形与像素电极的图形互补，因此该阵列基板的段差更小；且由于绝缘层和像素电极可采用同一掩模板形成，减少了掩模板的制作成本，因此生产成本更低。

本实施例中的阵列基板适用于各种模式的显示装置，例如TN（Twisted Nematic，扭曲向列）模式、VA（Vertical Alignment，垂直取向）模式、ADS（ADvanced Super Dimension Switch，高级超维场转换技术）模式等其他模式的液晶显示装置，还适用于OLED（Organic Light Emission Display，有机电致发光显示装置）。其中，本发明中的阵列基板的结构和相应的制备方法尤其合适用于ADS型液晶显示装置中。

实施例2：

本实施例提供一种阵列基板，该阵列基板尤其适用于ADS型液晶显示装置中。

该阵列基板中包括第一电极、绝缘层和第二电极，绝缘层的图形与第一电极的图形互补。第一电极与第二电极在正投影方向上至少部分重叠；绝缘层包括第一绝缘层和第二绝缘层，第一绝缘层或第二绝缘层图形与第一电极的图形互补。在本实施例中，如图1所示，第一绝缘层即第一钝化层5，由于第二绝缘层采用树脂材料形成，因此第二绝缘层也即树脂层6，优选树脂层6的图形与第一电极7的图形互补。

阵列基板包括显示区，显示区划分为多个子像素区域，子像素区域内设置有薄膜晶体管，第一钝化层5设置于薄膜晶体管的上方，第一电极7和树脂层6设置于第一钝化层5的上方。这里应该理解的是，本实施例中第一电极7与树脂层6可以设置于不同的层，例如，可以将第一电极7的底面与树脂层6的底面形成在间隔的层上；也可以优选将第一电极7与树脂层6设置于同一层，例如，将第一电极7的底面与树脂层6的底面形成在相同的附着面上方，即图1所示将第一电极7的底面与树脂层6的底面形成在第一钝化层5的上表面；同时，第一电极7的高度与树脂层6的高度可以相等也可以不相等。

如图1和图2A、图2B所示，基板1上设置有薄膜晶体管，薄膜晶体管包括栅极2、源极3和漏极4，栅极2与源极3和漏极4之间设置有栅绝缘层21；栅绝缘层21上方在源极3和漏极4的间隔区间设置有有源层10。第一钝化层5在对应着漏极4的区域设置有过孔，第一电极7通过过孔与漏极4电连接，即第一电极7在对应着子像素区域的部分为像素电极，像素电极为板状，树脂层6环绕在子像素区除像素电极之外的区域；第二电极9在对应着显示区的部分为公共电极，公共电极为狭缝状。当然，并不以此为限，还可以第一电极7和第二电极9均为像素电极或公共电极，可以根据需要设定。

本实施例中，以第一电极7为像素电极，第二电极9为公共电极作为示例，对薄膜晶体管上方的结构进行说明。薄膜晶体管的上方设置有第一钝化层5，像素电极和树脂层6同层设置于薄膜晶体管的上方、且像素电极的底面与树脂层6的底面均附着在第一钝化层5的上表面，第一钝化层5中对应着漏极4的区域开设有过孔（也叫接触过孔），像素电极通过接触过孔与漏极4电连接；像素电极和树脂层6的上方设置有第二钝化层8，公共电极设置于第二钝化层8的上方。

为了按帧实现图像的显示，在阵列基板中设置有数据线12（Data Line，作为显示数据传输的通道）和栅线11（Gate Line，作为扫描信号选通的通道），数据线12与薄膜晶体管的源极3电连接，栅线11与薄膜晶体管的栅极2电连接，数据线12和栅线11交叉设置于相邻子像素区的交界处，第二绝缘层（即树脂层6）还覆盖着数据线12和栅线11对应着的区域。当然，针对对应着在数据线和栅线的正投影方向上采用与第一电极相同的材料形成保护层或增强层情况，第二绝缘层可以仅覆盖着数据线或栅线任一对应着的区域，以使得与第一电极在同一构图工艺中形成的保护层或增强层同时形成。

这里应该理解的是，第二钝化层8一般采用透明材料（例如：硅氧化物、硅氮化物、铪氧化物、硅氮氧化物、铝氧化物等）形成，对平面图的观察不会造成阻碍，因此在图1的平面示意图中略去第二钝化层8的示意，同时将阵列基板中各层均设置一定的透明度，以便能更好地示出各层之间的位置关系。

在阵列基板的显示区，如图2A所示，在图1所示的阵列基板的AA剖切线处（横向剖切面，涉及横向相邻的两个子像素区），基板1上方为层叠设置的栅绝缘层21、数据线12、第一钝化层5、同层设置的第一电极7和树脂层6、第二钝化层8和第二电极9；如图2B所示，在图1所示的阵列基板的BB剖切线处（纵向剖切面，涉及纵向相邻的两个子像素区），基板1上方为层叠设置的栅线11、栅绝缘层21、漏极4、第一钝化层5、同层设置的第一电极7和树脂层6、第二钝化层8和第二电极9。在显示区内，数据线12和栅线11上方均覆盖有树脂层6，因此能有效降低数据线12和栅线11与第二电极9之间的寄生电容。

阵列基板还包括非显示区，非显示区环绕在显示区之外。在非显示区，由于第一电极7的材料还可以作为导电接触层，作为其他信号线的过渡连接线使用；因此，在制作显示区的第一电极7同时，也可以让第一电极7的图形延伸至非显示区。当然，导电接触层可以与第一电极7电性连接，也可以与第一电极7断开（即不与第一电极7电性连接）。当然并不以此为限，可以根据需要设定。

在一个示例中，在非显示区，第一电极7的图形延伸至非显示区形成导电接触层，该导电接触层作为GOA（Gate Driver onArray）的薄膜晶体管之间的过渡连接线，其不与第一电极7电性连接（未示出）。

在另一个示例中，为了实现显示数据的传输和扫描信号的选通，在阵列基板的非显示区还设置有驱动电路，驱动电路包括引导电极13（即非显示区内设置有引导电极）；第一电极7还延伸至非显示区，非显示区的第一电极7的图形作为引导电极13的导电接触层（未示出）。当然，第二电极9的图形也可以作为导电接触层，其作为导电接触层使用时，可以与第二电极9电性连接，也可以与第二电极9断开（即不与第二电极9电性连接）。当然并不以此为限，可以根据需要设定。

在本实施例中，引导电极13与第一电极7和第二电极9层叠设置、且在正投影方向上至少部分重叠。如图3和图4所示，在非显示区，树脂层6环绕设置在第一电极7的外围，树脂层6在非显示区的图形与第一电极7的图形互补。同理，图3的平面示意图中略去第二钝化层8的示意。

针对显示数据，引导电极13可以为数据信号传输引导电极（即源极数据信号接入端结构），数据信号传输引导电极与显示区的源极3和数据线12采用同样的材料、且在同一构图工艺中形成；针对扫描信号，引导电极13可以为扫描信号传输引导电极（即栅极扫描信号接入端结构），扫描信号传输引导电极与显示区的栅极2和栅线11采用同样的材料、且在同一构图工艺中形成。

采用上述结构，由于树脂层6增加了公共电极与数据线12、栅线11之间的距离，使得数据线12和栅线11与公共电极之间的寄生电容降低，提高了产品性能；同时还有利于提高阵列基板的开口率，增大有效像素面积，进一步提高每英寸像素数目。

相应的，本实施例还提供一种阵列基板的制备方法，包括形成第一电极7和绝缘层的图形的步骤，绝缘层的图形和第一电极7的图形采用构图工艺形成，且绝缘层的图形和第一电极7的图形采用同一掩模板形成。

该制备方法还包括形成第二电极9的图形的步骤，第一电极7与第二电极9在正投影方向上至少部分重叠。如前阵列基板的结构示例，本实施例中绝缘层包括第一钝化层5和树脂层6，树脂层6的图形与第一电极7的图形互补。

其中，树脂层6的图形采用具有负性光刻性质的光阻材料形成；构图工艺包括曝光步骤，第一电极7在曝光步骤中采用具有正性光刻性质的光阻材料形成遮挡层。

在阐述具体制备方法之前，应该理解，在本发明中，构图工艺，可只包括光刻工艺，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。

也即，本实施例中的制备方法，包括形成薄膜晶体管、以及位于薄膜晶体管上方的第一钝化层5、树脂层6、第一电极7、第二钝化层8和第二电极9的图形的步骤。如前阵列基板的结构示例，树脂层6的图形和第一电极7的图形采用不同的两次构图工艺形成，且树脂层6的图形和第一电极7的图形采用同一掩模板形成。

本实施例中阵列基板的各层结构的制备工艺为：在基板上采用一次构图工艺形成包括栅极2和栅线11的图形，形成栅绝缘层21，采用一次构图工艺形成包括有源层10的图形，采用一次构图工艺形成包括源极3、漏极4和数据线12的图形，形成第一钝化层5（其中第一钝化层5对应着漏极的区域需开设通孔，以使得漏极4与后续形成的第一电极7电连接），采用一次构图工艺形成包括树脂层6的图形，采用一次构图工艺形成包括第一电极7的图形，采用一次构图工艺形成包括第二钝化层8的图形，采用一次构图工艺形成包括第二电极9的图形。其中，树脂层6的图形和第一电极7的图形采用同一掩模板形成。在本实施例中，树脂层6的图形和第一电极7的图形形成在同一层。

具体的，本实施例形成阵列基板的树脂层6的图形和第一电极7的图形包括如下步骤：

步骤S1）形成包括树脂层的图形。

首先，采用具有负性光刻性质的光阻材料形成一层树脂膜层；

接着，采用掩模板进行曝光，使得掩模板中对应着透光区域的树脂膜层发生交联固化；

然后，进行显影，树脂膜层的未曝光部分因溶于显影液而被去除，而曝光部分由于发生交联固化不溶于显影液而得以保留，从而将与掩模板上透光区域对应的图形复制下来而形成树脂层6的图形。

步骤S2）形成包括第一电极的图形。

首先，采用氧化铟锌（Indium Zinc Oxide，简称IZO）或氧化铟锡（Indium Tin Oxide，简称ITO）形成电极膜层；

然后，采用具有正性光刻性质的光阻材料在电极膜层的上方形成一层遮挡层（即通常所说的作为掩模的光刻胶层）；

接着，采用与形成树脂层的图形相同的掩模板（同一块掩模板）进行曝光，使得掩模板中对应着遮挡层的透光区域发生光化学反应；

然后，进行显影，遮挡层的曝光部分由于发生光化学反应溶于显影液而被去除，而未曝光部分因不溶于显影液而得以保留，从而将与掩模板上不透光区域（遮光部分）对应的图形复制到遮挡层；

最后，进行刻蚀，电极膜层部分没有遮挡层遮挡的部分被刻蚀去除，从而得以将与掩模板上不透光区域相同的图形复制下来而形成第一电极7的图形。

上述制备过程结束后，采用剥离工艺去除剩余的遮挡层部分，即可得到树脂层6和第一电极7的图形。第一电极7在对应着子像素区的部分为像素电极，像素电极为板状，树脂层6环绕在子像素区对应着像素电极的外围。

在后续的制备过程中，可以采用与现有技术相同的掩模板和构图工艺形成第二钝化层8和公共电极（公共电极为狭缝状）的图形，进而完成整个阵列基板的制备。

容易看出，由于形成树脂层的图形和形成第一电极的图形共用同一掩模板，因此能节省一块掩模板，降低了制作掩模板的成本，相应降低了生产成本；同时，配合采用具有相反曝光性质的光阻材料，使得树脂层的图形和像素电极的图形互补，同时还使得树脂层能有效降低数据线和栅线与公共电极之间的寄生电容。

本实施例阵列基板中薄膜晶体管、钝化层以及其他结构可参考现有技术阵列基板的结构，形成上述相应结构的工艺可参考现有技术阵列基板的结构的制备方法，这里不再赘述。

相比现有技术，本实施例中的阵列基板的整体厚度更薄，段差更小，树脂层能有效降低数据线和栅线与公共电极之间的寄生电容；同时，还相应减少了现有技术中分别制作用于形成树脂层和像素电极的掩模板的成本，使得生产成本更低。

实施例3：

本实施例提供一种显示装置，该显示装置采用实施例1或实施例2中的阵列基板。

本实施例中的显示装置可以为电子纸、手机、OLED面板、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。

其中，在采用实施例1或实施例2中的阵列基板形成的液晶显示装置中，包括对合设置的阵列基板和彩膜基板、以及相应的驱动电路，阵列基板和彩膜基板之间填充液晶从而形成液晶盒。尤其是采用实施例2中阵列基板时，可知，该液晶显示装置为ADS型液晶显示装置，即：通过同一平面内狭缝电极边缘所产生的电场以及狭缝电极层与板状电极层间产生的电场形成多维电场，使液晶盒内狭缝电极间、电极正上方所有取向液晶分子都能够产生旋转，从而提高了液晶工作效率并增大了透光效率。高级超维场开关技术可以提高TFT-LCD产品的画面品质，具有高分辨率、高透过率、低功耗、宽视角、高开口率、低色差、无挤压水波纹（pushMura）等优点。

该显示装置具有成本低、性能稳定的优点。

可以理解的是，以上实施方式仅仅是为了说明本发明的原理而采用的示例性实施方式，然而本发明并不局限于此。对于本领域内的普通技术人员而言，在不脱离本发明的精神和实质的情况下，可以做出各种变型和改进，这些变型和改进也视为本发明的保护范围。

Claims (13)

1.一种阵列基板，包括第一电极和绝缘层，其特征在于，所述绝缘层的图形与所述第一电极的图形互补。

2.根据权利要求1所述的阵列基板，其特征在于，所述阵列基板还包括第二电极，所述第一电极与所述第二电极在正投影方向上至少部分重叠；所述绝缘层包括第一绝缘层和第二绝缘层，所述第一绝缘层或所述第二绝缘层图形与所述第一电极的图形互补。

3.根据权利要求2所述的阵列基板，其特征在于，所述阵列基板包括显示区，所述显示区划分为多个子像素区域，所述子像素区域内设置有薄膜晶体管，所述第一绝缘层设置于所述薄膜晶体管的上方，所述第一电极和所述第二绝缘层设置于所述第一绝缘层的上方，所述第二绝缘层图形与所述第一电极的图形互补。

4.根据权利要求3所述的阵列基板，其特征在于，所述薄膜晶体管包括栅极、源极和漏极，所述第一绝缘层在对应着所述漏极的区域设置有过孔，所述第一电极通过所述过孔与所述漏极电连接。

5.根据权利要求4所述的阵列基板，其特征在于，所述阵列基板还包括数据线和栅线，所述数据线和所述栅线交叉设置于相邻所述子像素区的交界处；所述数据线与所述薄膜晶体管的源极电连接，所述栅线与所述薄膜晶体管的栅极电连接，所述第二绝缘层还覆盖着所述数据线和所述栅线对应着的区域。

6.根据权利要求2所述的阵列基板，其特征在于，所述阵列基板还包括非显示区，所述非显示区环绕在所述显示区之外；所述非显示区内设置有引导电极，所述第一电极和所述第二电极还延伸至所述非显示区，所述引导电极与所述第一电极和所述第二电极层叠设置、且在正投影方向上至少部分重叠。

7.根据权利要求6所述的阵列基板，其特征在于，所述引导电极包括扫描信号传输引导电极和数据信号传输引导电极。

8.根据权利要求7所述的阵列基板，其特征在于，所述第一电极在对应着所述子像素区的部分为像素电极，所述像素电极为板状，所述第二绝缘层环绕在所述子像素区除所述像素电极之外的区域；所述第二电极在对应着所述显示区的部分为公共电极，所述公共电极为狭缝状。

9.根据权利要求2-8任一项所述的阵列基板，其特征在于，所述第二绝缘层采用树脂材料形成，所述第一电极与所述第二绝缘层设置于同一层。

10.一种显示装置，包括阵列基板，其特征在于，所述阵列基板采用权利要求1-9任一项所述的阵列基板。

11.一种阵列基板的制备方法，包括形成第一电极和绝缘层的图形的步骤，其特征在于，所述绝缘层的图形和所述第一电极的图形采用构图工艺形成，且所述绝缘层的图形和所述第一电极的图形采用同一掩模板形成。

12.根据权利要求11所述的制备方法，其特征在于，所述制备方法还包括形成第二电极的图形的步骤，所述第一电极与所述第二电极在正投影方向上至少部分重叠；所述绝缘层包括第一绝缘层和第二绝缘层，所述第一绝缘层或所述第二绝缘层的图形与所述第一电极的图形互补。

13.根据权利要求12所述的制备方法，其特征在于，所述第一绝缘层和所述第二绝缘层中的至少一层的图形采用具有负性光刻性质的光阻材料形成；所述构图工艺包括曝光步骤，所述第一电极在曝光步骤中采用具有正性光刻性质的光阻材料形成遮挡层。

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