CN104765191B - 阵列基板及其制作方法和显示装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种阵列基板，所述阵列基板包括多个阵列设置的像素区域及位于像素区域之间的黑矩阵，所述黑矩阵包括外凸弧面，其中，所述黑矩阵的材料包括金属、金属氧化物和/或金属氮化物。本发明提供的阵列基板可以有效降低显示面板的反射率，改善画面质量。

Description

阵列基板及其制作方法和显示装置
技术领域
本发明涉及显示技术领域，具体涉及一种阵列基板及其制作方法和显示装置。
背景技术
液晶显示器件(Liquid Crystal Display，简称LCD)和有机发光显示器件(Organic Light-Emitting Diode，简称OLED)等显示器件已成为人们生活中的必需品，随着人们需求的提高，为了提高显示器件的显示品质，避免阵列基板与彩膜基板对盒时的偏差影响显示器件开口率和出现漏光的问题，彩色滤光片与阵列基板集成在一起的集成技术(Color Filter on Array，简称COA)应运而生。COA技术就是将黑矩阵和彩色滤光片设置在阵列基板上。
现有的黑矩阵一般是采用包覆碳黑颗粒的树脂构成，其介电常数较大。而现有的COA基板中的黑矩阵一般设置在栅线与公共电极之间和/或数据线与公共电极之间的位置，会使得公共电极与栅线和/或公共电极与数据线之间产生很大的寄生电容，进而产生较大的信号延迟，减低显示器件的画面的显示质量。
为了解决上述问题，可以采用金属材料代替包覆碳黑颗粒的树脂材料制作黑矩阵。但是由于金属材料具有一定的反射率，因此显示面板中的金属黑矩阵会反光，造成显示对比度的下降，影响画面质量，且显示面板的反射率与金属黑矩阵的面积大小相关，面积越大，反射率越大。
发明内容
针对现有技术中的缺陷，本发明提供一种阵列基板及其制作方法和显示装置，以解决现有阵列基板中由于金属材料存在较高反射率而导致的显示质量下降的问题。
为解决上述技术问题，本发明提供以下技术方案：
第一方面，本发明提供了一种阵列基板，所述阵列基板包括多个阵列设置的像素区域及位于像素区域之间的黑矩阵，所述黑矩阵包括外凸弧面，其中，所述黑矩阵的材料包括金属、金属氧化物和/或金属氮化物。
其中，所述黑矩阵的厚度均匀，在所述黑矩阵下方的预定层中，对应于所述外凸弧面的区域形成有厚度大于平坦区域的厚度的弧面凸起结构。
其中，所述预定层的弧面凸起结构的顶点与该层平坦区域的上表面的高度差大于1μm。
其中，所述阵列基板还包括彩色滤光片和形成在所述彩色滤光片上的有机膜平坦层，所述预定层为有机膜平坦层。
其中，所述阵列基板在所述有机膜平坦层与所述黑矩阵之间还包括公共电极层，所述黑矩阵设置在所述公共电极层上。
其中，所述阵列基板在所述有机膜平坦层与所述黑矩阵之间还包括公共电极层和钝化层，所述黑矩阵设置在所述钝化层上。
其中，所述阵列基板在所述有机膜平坦层与所述黑矩阵之间还包括公共电极层、钝化层和像素电极层，所述黑矩阵设置在所述像素电极层上。
其中，所述黑矩阵的材料包括钼、铬、铝、钛和铜中的至少一个或者所述钼、铬、铝、钛、铜对应的金属氧化物和金属氮化物中的至少一个或者钼钽氧化物、钼钛氧化物、钼钽氮化物、钼钛氮化物中的至少一个。
第二方面，本发明提供了一种显示装置，包括上面所述的阵列基板。
第三方面，本发明提供了一种阵列基板的制作方法，包括：在尚未设置黑矩阵的基板上形成多个阵列设置的像素区域以及形成设置在像素区域之间的黑矩阵，所述黑矩阵包括外凸弧面，其中，所述黑矩阵的材料包括金属、金属氧化物和/或金属氮化物。
其中，所述黑矩阵的厚度均匀，在形成所述黑矩阵之前形成所述黑矩阵下方的预定层时，对应于所述黑矩阵外凸弧面的区域形成厚度大于平坦区域的厚度的弧面凸起结构。
其中，所述的阵列基板的制作方法还包括：
形成彩色滤光片；
在所述彩色滤光片上形成有机膜平坦层，所述预定层为所述有机膜平坦层。
其中，在形成所述有机膜平坦层时，采用灰阶曝光工艺，以形成所述弧面凸起结构。
其中，在形成所述有机膜平坦层与形成所述黑矩阵之间，还包括形成公共电极层，所述黑矩阵设置在所述公共电极层上。
其中，在形成所述有机膜平坦层与形成所述黑矩阵之间，还包括形成公共电极层和钝化层，所述黑矩阵设置在所述钝化层上。
其中，在形成所述有机膜平坦层与形成所述黑矩阵之间，还包括形成公共电极层、钝化层和像素电极层，所述黑矩阵设置在所述像素电极层上。
其中，所述黑矩阵的材料包括钼、铬、铝、钛和铜中的至少一个或者所述钼、铬、铝、钛、铜对应的金属氧化物和金属氮化物中的至少一个或者钼钽氧化物、钼钛氧化物、钼钽氮化物、钼钛氮化物中的至少一个。
由上述技术方案可知，本发明所述阵列基板上的黑矩阵的表面不再为平整结构，而是为外凸弧面，因此会大大减小黑矩阵的镜面反射效果，降低显示面板的反射率，改善画面质量。
附图说明
为了更清楚地说明本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是本发明第一个实施例的一个具体实施例提供的阵列基板的俯视图；
图2是图1所示阵列基板的A-A’面的结构示意图；
图3是图1所示阵列基板的B-B’面的结构示意图；
图4是本发明第一个实施例的另一个具体实施例提供的阵列基板的A-A’面结构示意图；
图5是本发明第一个实施例的又一个具体实施例提供的阵列基板的A-A’面结构示意图；
图6是本发明第三个实施例提供的阵列基板的制作方法流程图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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、完整的描述，显然，所描述的实施例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作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。
本发明第一个实施例提供了一种阵列基板，所述阵列基板包括多个阵列设置的像素区域及位于像素区域之间的黑矩阵，所述黑矩阵包括外凸弧面，其中，所述黑矩阵的材料包括金属、金属氧化物和/或金属氮化物。
其中，所述黑矩阵的厚度均匀，在所述黑矩阵下方的预定层中，对应于所述黑矩阵的外凸弧面的区域形成有厚度大于平坦区域的厚度的弧面凸起结构。
优选地，所述预定层的弧面凸起结构的顶点与该层平坦区域的上表面的高度差大于1μm。
优选地，本发明第一个实施例所述的阵列基板为COA(Color Filter on Array)阵列基板，所述阵列基板还包括彩色滤光片和形成在所述彩色滤光片上的有机膜平坦层，上述预定层优选为有机膜平坦层。即在有机膜平坦层中对应于黑矩阵的外凸弧面的区域形成有厚度大于该层平坦区域的厚度的弧面凸起结构。优选地，所述有机膜平坦层的弧面凸起结构的顶点与该层平坦区域的上表面的高度差大于1μm，以保证形成足够的凸起来减少黑矩阵的材料反射率。
参见图1、图2和图3，在本发明第一个实施例的一个具体实例中，所述阵列基板除了包括上面所述的彩色滤光片6和有机膜平坦层7之外，在所述有机膜平坦层7与所述黑矩阵11之间还包括公共电极层8，所述黑矩阵11设置在所述公共电极层8上。
其中，图1为本发明第一个实施例的一个具体实例提供的阵列基板的俯视图；图2是图1所示阵列基板的A-A’面的结构示意图；图3是图1所示阵列基板的B-B’面的结构示意图。
图2中，100表示基板，1表示栅线，2表示栅极绝缘层，3表示有源层，4表示数据线、源漏极，5表示第一钝化层，6表示R/G/B彩色滤光片，7表示有机膜平坦层，8表示公共电极层，9表示第二钝化层，10表示像素电极层，11表示黑矩阵。后续图3-图5中相应的标号也表示一样的内容，后续将不再一一详述。
参见图4，在本发明第一个实施例的另一个具体实例中，所述阵列基板除了包括上面所述的彩色滤光片6和有机膜平坦层7之外，在所述有机膜平坦层7与所述黑矩阵11之间还包括公共电极层8和钝化层9，所述黑矩阵11设置在所述钝化层9上。
参见图5，在本发明第一个实施例的又一个具体实例中，所述阵列基板除了包括上面所述的彩色滤光片6和有机膜平坦层7之外，在所述有机膜平坦层7与所述黑矩阵11之间还包括公共电极层8、钝化层9和像素电极层10，所述黑矩阵11设置在所述像素电极层10上。
上述三个具体实例分别介绍了本发明第一个实施例所述阵列基板中的黑矩阵的具体设置位置。从图2、4、5可以看出，黑矩阵的位置不受限制，其可以根据需要或制作工艺的要求选择性地设置在公共电极8之上、钝化层9之上或者像素电极层10之上。
当然，所述黑矩阵也可以设置其他位置，只要满足黑矩阵为外凸弧面结构，且黑矩阵下方的预定层中，对应于所述黑矩阵的外凸弧面的区域具有厚度大于平坦区域的厚度的弧面凸起结构就可以。
优选地，上面所述黑矩阵11的材料为反射率较低的金属、金属氧化物或氮化物材料，包括钼、铬、铝、钛和铜中的至少一个或者所述钼、铬、铝、钛、铜对应的金属氧化物和金属氮化物中的至少一个或者钼钽氧化物、钼钛氧化物、钼钽氮化物、钼钛氮化物中的至少一个。
本实施例的阵列基板上的黑矩阵的表面不再为平整结构，而是为外凸弧面，因此会大大减小黑矩阵的镜面反射效果，降低显示面板的反射率，改善画面质量。
本实施例所述的黑矩阵采用反射率较低的的金属、金属氧化物或氮化物作为材料，能够有效改善黑矩阵的反光效果，改善画面质量。
本发明第二个实施例提供了一种显示装置，所述显示装置包括上述第一个实施例所述的阵列基板。
本实施例所述的显示装置，由于采用了上述第一个实施例提供具有外凸弧面状的黑矩阵的阵列基板，可以有效减少金属材料的镜面反射效果，降低显示面板的反射率。因此，该显示装置具有较好的显示效果及画面质量。
其中，本实施例所述的显示装置可以为手机、电子纸、平板电脑、摄像机、照相机、电视机和导航仪等具有显示功能的产品和部件。
本发明第三个实施例提供了一种阵列基板的制作方法的流程图，具体地，所述阵列基板的制作方法包括：
在尚未设置黑矩阵的基板上形成多个阵列设置的像素区域以及形成设置在像素区域之间的黑矩阵，所述黑矩阵包括外凸弧面，其中，所述黑矩阵的材料包括金属、金属氧化物和/或金属氮化物。
其中，所述黑矩阵的厚度均匀，在形成所述黑矩阵之前形成所述黑矩阵下方的预定层时，对应于所述黑矩阵外凸弧面的区域形成厚度大于平坦区域的厚度的弧面凸起结构。
优选地，本发明第三个实施例所述的阵列基板为COA阵列基板，所述预定层为所述有机膜平坦层，具体地，所述的阵列基板的制作方法包括：
A1.形成彩色滤光片；
A2.在所述彩色滤光片上形成有机膜平坦层；
A3.采用灰阶曝光工艺，在有机膜平坦层上对应形成黑矩阵的区域形成厚度大于该层平坦区域的厚度的弧面凸起结构；
A4.在有机膜平坦层上方形成黑矩阵，所述黑矩阵形成在所述弧面凸起结构的正上方，所述黑矩阵为外凸弧面，且厚度均匀。
进一步地，所述黑矩阵设置在有机膜平坦层的上方具体可以包括若干种情况，其中，第一种情况为黑矩阵设置在有机膜平坦层上方的公共电极层上，第二种情况为黑矩阵设置在有机膜平坦层和公共电极层上方的钝化层上，第三种情况为黑矩阵设置在有机膜平坦层、公共电极层和钝化层上方的像素电极层上。
针对上述第一种情况，参见图6，本发明第三个实施例提供的阵列基板的制作方法具体包括：
步骤101：按照现有技术完成栅线、栅极绝缘层、有源层、源漏极以及第一钝化层工艺。
步骤102：进行R，G，B彩色滤色片的制备，在所述第一钝化层上形成彩色滤色片。
步骤103：采用有机膜对彩色滤色片进行平坦化处理，并采用灰阶曝光对有机膜进行图案化处理，以使得所述有机膜形成弧面凸起结构。例如，该有机膜也可以采用具有感光性质的树脂材料，直接通过控制灰阶掩膜板不同区域的光透过量，调整不同区域的有机膜的厚度。
在本步骤中，该有机膜凸起结构对应栅线、数据线、薄膜晶体管中的全部或者部分位置；并且该凸起的顶点与该层平坦区域的上表面的高度差大于1μm以保证黑矩阵材料沉积于其上之后的镜面反射效果大大减弱。
步骤104：在完成步骤103的阵列基板表面进行透明导电薄膜的沉积、光刻和刻蚀工艺，完成公共电极的图案化。
步骤105：在完成步骤104的阵列基板表面进行黑矩阵的沉积以及图案化处理，使对应有机膜弧面凸起结构的黑矩阵材料全部保留以起到遮光的作用。
在本步骤中，由于黑矩阵材料表面不再是平整的表面，因此其镜面反射效果会大大减弱，降低显示面板的反射率，改善画面质量；并且黑矩阵材料和公共电极电连接可以改善公共电极的均一性。
其中，本步骤以金属或者金属合金材料为靶材，采用溅射的方法，在Ar/O2或者Ar/N2气氛中沉积制备得到黑矩阵，具体制作参数可参见下表1，一般地，黑矩阵的厚度为2-4μm，单位厚度光密度为1-2μm。
表1
其中，所述黑矩阵的材料一般选择为反射率较低的金属、金属氧化物或氮化物材料，包括钼、铬、铝、钛和铜中的至少一个或者所述钼、铬、铝、钛、铜对应的金属氧化物和金属氮化物中的至少一个或者钼钽氧化物、钼钛氧化物、钼钽氮化物、钼钛氮化物中的至少一个。
步骤106：在完成步骤105的阵列基板表面沉积第二钝化层，并进行图案化。
步骤107：在完成步骤106的阵列基板表面进行透明导电薄膜的沉积、光刻和刻蚀工艺，完成像素电极的图案化。
针对上述第二种情况，即黑矩阵设置在有机膜平坦层和公共电极层上方的钝化层上的情况，本发明第三个实施例提供的阵列基板的制作方法和上述针对第一种情况的制作方法基本相同，其不同之处在于，步骤105和步骤106需要进行顺序调换。
针对上述第三种情况，即黑矩阵设置在有机膜平坦层、公共电极层和钝化层上方的像素电极层上的情况，本发明第三个实施例提供的阵列基板的制作方法和上述针对第一种情况的制作方法基本相同，其不同之处在于，步骤105和步骤107需要进行顺序调换。
上述三种情况分别介绍了阵列基板中的黑矩阵的具体形成位置。从图2、4、5可以看出，黑矩阵的位置不受限制，其可以根据需要或制作工艺的要求选择性地设置在公共电极8之上、钝化层9之上或者像素电极层10之上。
当然，所述黑矩阵也可以形成在其他位置上，只要满足黑矩阵为外凸弧面结构，且黑矩阵下方的预定层中，对应于所述黑矩阵的外凸弧面的区域具有厚度大于平坦区域的厚度的弧面凸起结构就可以。本发明第三个实施例所述的阵列基板的制作方法也适用于IPS模式、VA模式或者TN模式中采用金属或金属合金材料制作黑矩阵的情形。
本发明第三个实施例所述的方法可以用于制作本发明第一个实施例所述的阵列基板，采用本发明第三个实施例所述方法制作的阵列基板，由于黑矩阵不再是平整的表面，因此会大大减小黑矩阵的镜面反射效果，降低显示面板的反射率，改善画面智力。
以上实施例仅用于说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (6)

1.一种阵列基板，其特征在于，所述阵列基板包括多个阵列设置的像素区域及位于像素区域之间的黑矩阵，所述黑矩阵包括外凸弧面，其中，所述黑矩阵的材料包括金属，或者包括金属氧化物和/或金属氮化物；
其中，所述黑矩阵的厚度均匀，在所述黑矩阵下方的预定层中，对应于所述外凸弧面的区域形成有厚度大于平坦区域的厚度的弧面凸起结构，所述预定层的弧面凸起结构的顶点与该层平坦区域的上表面的高度差大于1μm；
所述阵列基板还包括彩色滤光片和形成在所述彩色滤光片上的有机膜平坦层，所述预定层为有机膜平坦层，所述阵列基板在所述有机膜平坦层与所述黑矩阵之间还包括公共电极层，所述黑矩阵设置在所述公共电极层上。
2.根据权利要求1所述的阵列基板，其特征在于，所述黑矩阵的材料包括钼、铬、铝、钛和铜中的至少一个或者所述钼、铬、铝、钛、铜对应的金属氧化物和金属氮化物中的至少一个或者钼钽氧化物、钼钛氧化物、钼钽氮化物、钼钛氮化物中的至少一个。
3.一种显示装置，其特征在于，包括如权利要求1或2所述的阵列基板。
4.一种阵列基板的制作方法，其特征在于，包括：在尚未设置黑矩阵的基板上形成多个阵列设置的像素区域以及形成设置在像素区域之间的黑矩阵，所述黑矩阵包括外凸弧面，其中，所述黑矩阵的材料包括金属，或者包括金属氧化物和/或金属氮化物，所述黑矩阵的厚度均匀，在形成所述黑矩阵之前形成所述黑矩阵下方的预定层时，对应于所述黑矩阵外凸弧面的区域形成厚度大于平坦区域的厚度的弧面凸起结构，所述预定层的弧面凸起结构的顶点与该层平坦区域的上表面的高度差大于1μm；
所述方法还包括：
形成彩色滤光片；
在所述彩色滤光片上形成有机膜平坦层，所述预定层为所述有机膜平坦层，在形成所述有机膜平坦层与形成所述黑矩阵之间，还包括形成公共电极层，所述黑矩阵设置在所述公共电极层上。
5.根据权利要求4所述的阵列基板的制作方法，其特征在于，在形成所述有机膜平坦层时，采用灰阶曝光工艺，以形成所述弧面凸起结构。
6.根据权利要求4或5所述的阵列基板的制作方法，其特征在于，所述黑矩阵的材料包括钼、铬、铝、钛和铜中的至少一个或者所述钼、铬、铝、钛、铜对应的金属氧化物和金属氮化物中的至少一个或者钼钽氧化物、钼钛氧化物、钼钽氮化物、钼钛氮化物中的至少一个。
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