CN105093654A - 阵列基板及其制作方法和显示装置 - Google Patents

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Abstract

公开了一种阵列基板及其制作方法和显示装置。阵列基板包括：基板；多个像素单元，设置在所述基板上，每个像素单元包括多个功能层；以及遮光组件，设置在相邻的像素单元之间。所述遮光组件包括：遮光层；覆盖在所述遮光层上的光吸收层；以及覆盖在所述光吸收层上的减反射层。通过在遮光组件上设置减反射层，可以减少遮光组件对外部环境光的反射，从而能够改善显示对比度，提高画面显示质量。

Description

阵列基板及其制作方法和显示装置
技术领域
本发明的实施例涉及一种用于显示装置的阵列基板，尤其涉及一种阵列基板、阵列基板的制作方法和包括阵列基板的显示装置。
背景技术
目前，诸如薄膜晶体管液晶显示器(ThinFilmTransistorLiquidCrystalDisplay，简称TFT-LCD)、有机发光二极管(OrganicLightEmittingDiode，OLED)单元以及有源矩阵有机发光二极管(ActiveMatrixOrganicLightEmittingDiode，AMOLED)之类的显示器件，由于具有抗震性好、视角广、操作温度宽、对比度高、可实现柔性显示等特点，不但广泛应用于显示装置中。另外，高级超维场转换技术(ADvancedSuperDimensionSwitch，简称ADS)通过同一平面内像素间电极产生边缘电场，使电极间以及电极正上方的取向液晶分子都能在平面方向(平行于基板)产生旋转转换，在增大视角的同时还可以提高液晶层的透光效率。
在现有的TFT-LCD显示器中，在相邻子像素间设置黑矩阵，以遮挡设置在基板上的薄膜晶体管、数据线、栅线等器件，并吸收不受液晶偏转控制的可见光以及其他对显示效果有影响的光，使液晶显示器具有良好的显示效果。现有技术中，黑矩阵主要由包覆由有机树脂材料制成的碳黑颗粒，由于有机树脂材料的介电常数较大，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。在另一种解决方案中，采用金属材料制作黑矩阵。由于金属材料会对环境光形成反射，造成显示器的对比度下降，影响画面质量。
发明内容
本发明的实施例提供一种阵列基板及其制作方法和显示装置，其遮光组件可以对外部环境光进行反射，以改善显示装置的显示对比度，提高画面显示质量。
根据本发明一个方面的实施例，提供一种阵列基板，包括：基板；多个像素单元，设置在所述基板上，每个像素单元包括多个功能层；以及遮光组件，设置在相邻的像素单元之间。所述遮光组件包括：遮光层；覆盖在所述遮光层上的光吸收层；以及覆盖在所述光吸收层上的减反射层。
根据本发明的一种实施例的阵列基板，所述减反射层由透明导电薄膜形成。
根据本发明的一种实施例的阵列基板，所述功能层包括平坦层、以及在所述平坦层上依次设置的第一电极层、第一钝化层和第二电极层。
根据本发明的一种实施例的阵列基板，所述遮光组件设置在所述第一电极层和平坦层之间。
根据本发明的一种实施例的阵列基板，所述遮光组件的减反射层与所述第一电极层由相同的材料制成并设置在同一层。
根据本发明的一种实施例的阵列基板，所述遮光组件设置在所述第二电极层和第一钝化层之间。
根据本发明的一种实施例的阵列基板，所述遮光组件的减反射层与所述第二电极层由相同的材料制成并设置在同一层。
根据本发明的一种实施例的阵列基板，所述遮光组件设置在所述第一电极层和第一钝化层之间。
根据本发明的一种实施例的阵列基板，所述遮光层由金属或者金属合金材料制成。
根据本发明的一种实施例的阵列基板，所述减反射层由氧化铟锡、氧化铟锌和氧化铝锌中的至少一种材料制成。
根据本发明的一种实施例的阵列基板，所述遮光层由铝、铬、铜、钼、钛、铝钕合金、铜钼合金、钼钽合金和钼钕合金中的至少一种材料制成。
根据本发明的一种实施例的阵列基板，所述光吸收层由金属氧化物、金属氮化物或者金属氮氧化物制成。
根据本发明另一方面的实施例，提供一种显示装置，包括根据上述实施例中的任一项所述的阵列基板。
根据本发明再一方面的实施例，提供一种阵列基板的制作方法，包括如下步骤：在基板上形成包括多个功能层的多个像素单元；以及在相邻的像素单元之间形成遮光组件。所述遮光组件包括：遮光层；覆盖在所述遮光层上的光吸收层；以及覆盖在所述光吸收层上的减反射层。
根据本发明上述实施例的阵列基板及其制作方法和显示装置，通过在遮光组件上设置减反射层，可以减少遮光组件对外部环境光的反射，从而能够改善显示对比度，提高画面显示质量。
附图说明
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本发明作进一步的详细说明，其中：
图1是根据本发明的一种示例性实施例的阵列基板的局部俯视图；
图2是在根据本发明的第一种示例性实施例的阵列基板中沿图1的A-A’线的局部剖视图；
图3是在根据本发明的第一种示例性实施例的阵列基板中沿图1的B-B’线的局部剖视图；
图4是根据本发明的一种示例性实施例的遮光组件的局部放大剖视图；
图5是示出本发明实施例的遮光组件、与金属层、金属层/光吸收层、以及玻璃对相关波长的光的反射率的比较示意图；
图6是在根据本发明的第二种示例性实施例的阵列基板中沿图1的A-A’线的局部剖视图；
图7是在根据本发明的第三种示例性实施例的阵列基板中沿图1的A-A’线的局部剖视图；以及
图8是在根据本发明的第四种示例性实施例的阵列基板中沿图1的A-A’线的局部剖视图。
具体实施方式
下面通过实施例，并结合附图，对本发明的技术方案作进一步具体的说明。在说明书中，相同或相似的附图标号指示相同或相似的部件。下述参照附图对本发明实施方式的说明旨在对本发明的总体发明构思进行解释，而不应当理解为对本发明的一种限制。
根据本发明总体上的发明构思，提供一种阵列基板，包括：基板；多个像素单元，设置在所述基板上，每个像素单元包括多个功能层；以及遮光组件，设置在相邻的像素单元之间。所述遮光组件包括：遮光层；覆盖在所述遮光层上的光吸收层；以及覆盖在所述光吸收层上的减反射层。通过在遮光组件中设置减反射层，可以减少遮光组件对入射到遮光组件的外部环境光的反射，从而能够改善包括这种阵列基板的显示装置的显示对比度，提高画面显示质量。
在下面的详细描述中，为便于解释，阐述了许多具体的细节以提供对本披露实施例的全面理解。然而明显地，一个或多个实施例在没有这些具体细节的情况下也可以被实施。在其他情况下，公知的结构和装置以图示的方式体现以简化附图。
参见图1-4，本发明的实施例提供一种阵列基板，包括：由玻璃或者透明树脂材料制成的基板100；多个像素单元，设置在基板100上，每个像素单元包括多个功能层(下面将详细描述)；以及遮光组件11，设置在相邻的像素单元之间。遮光组件11包括：遮光层(或者金属层)11a；覆盖在遮光层11a上的光吸收层11b；以及覆盖在光吸收层11b上的减反射层11c。通过在遮光组件11中设置减反射层11c，可以减少遮光组件11对入射到遮光组件的外部环境光(例如从像素单元入射到遮光组件的光)的反射，从而能够改善具有这种阵列基板的显示装置的显示对比度，提高画面显示质量。
在一种示例性实施例中，如图2-4所示，功能层包括：平坦层7、以及在平坦层7上依次设置的第一电极层8、第一钝化层9和第二电极层10。例如第一电极层可以设置成平面电极，并用做公共电极；第二电极层可以设置成多个条形电极，并用做像素电极。进一步地，功能层还包括形成在基板100栅极绝缘层2、形成在栅极绝缘层2上的栅线1、数据线3、薄膜晶体管(未示出)、设置在基板100上并覆盖栅线1、数据线3、薄膜晶体管的第二钝化层4、设置在第二钝化层4上的彩色滤光片6。平坦层7形成在彩色滤光片6上。例如，彩色滤光片6包括红、绿、蓝滤光片，也可以包括红、绿、蓝、白四色滤光片。遮光组件11设置成在厚度方向上与设置在基板上的薄膜晶体管、数据线、栅线等器件相对应，以遮挡薄膜晶体管、数据线、栅线等器件。
在一种示例性实施例中，减反射层11c由透明导电薄膜形成。这样，减反射层11c可以由与形成第一和第二电极层的材料相同的材料制成，以简化减反射层的制作成本。进一步地，透明导电膜由氧化铟锡(ITO)、氧化铟锌(IZ0)、氧化铝锌(AZO)等金属氧化物中的至少一种材料制成，其厚度为这样，入射到遮光组件11的光可以通过减反射层11c到达光吸收层并被吸收，降低了遮光组件对入射光的反射，从而能够改善阵列基板的显示对比度，提高画面显示质量。
在一种示例性实施例中，遮光层11a由金属或者金属合金制成，以降低遮光层的电阻。进一步地，遮光层由铝、铬、铜、钼、钛(Al、Cr、Cu、Mo、Ti)等具有良好导电性而且不透光的金属材料制成，或者由(铝钕合金)AlNd、(铜钼合金)CuMo、(钼钽合金)MoTa、(钼钕合金)MoNb等金属合金中的至少一种材料制成。这样，可以进一步降低遮光组件的电阻，并提高遮光效果。
在一种示例性实施例中，黑色的光吸收层由具有低反射率的金属氧化物、金属氮化物或者金属氮氧化物制成。例如，光吸收层由与Al，Cr，Cu，Mo，Ti对应的金属氧化物或金属氮化物中的至少一种、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种制成。这样，可以提高对从减反射层入射的光的吸收效果，进一步提高画面显示质量。
在图2和3所示的阵列基板的第一实施例中，遮光组件11设置在第一电极层8和第一钝化层9之间。也就是说，遮光组件11设置在第一电极层8上，第一钝化层9覆盖在遮光组件11上，并且第二电极层10设置在第一钝化层9上。进一步地，遮光层11a由金属或者金属合金制成。这样，遮光层11a直接设置在第一电极层8上，由于遮光层具有较低的电阻，导电性较好，因此不会影响第一电极层的导电能力，同时，如果选用导电性能较好的材料，甚至可以提高第一电极层的导电能力。
在图6所示的阵列基板的第二实施例中，遮光组件11设置在第一电极层8和平坦层7之间。进一步地，由于减反射层11c和第一电极层8都由透明导电膜制成，使得减反射层11c可以与第一电极层8由相同的材料，例如ITO、IZO或AZO，制成并设置在同一层。这样，可以利用单个掩模板通过一次构图工艺形成减反射层11c和第一电极层8，减少了构图工艺的次数，进而减少了掩模板的使用数量，降低了制作成本。
在图7和8所示的阵列基板的第三和第四实施例中，遮光组件11设置在第二电极层10和第一钝化层9之间。也就是说，遮光组件11设置在第一钝化层9上，第二电极层10覆盖在遮光组件11上。进一步地，遮光组件11的减反射层11c与第二电极层10由相同的材料，例如ITO、IZO或AZO，制成并设置在同一层。这样，可以利用单个掩模板通过一次构图工艺形成减反射层11c和第二电极层10，减少了构图工艺的次数，进而减少了掩模板的使用数量，降低了制作成本。
在图7所示的第三实施例中，第一电极层10在遮光组件11的下部是断开的。而在图8所示的第四实施例中，第一电极层10在遮光组件11的下部是连续的，即第一电极层8在遮光组件11的下部穿过。
根据本发明进一步方面的发明构思，提供一种阵列基板的制作方法，包括如下步骤：在基板上形成包括多个功能层的多个像素单元；以及在相邻的像素单元之间形成遮光组件。所述遮光组件包括：遮光层；覆盖在所述遮光层上的光吸收层；以及覆盖在所述光吸收层上的减反射层。通过在遮光组件上设置减反射层，可以减少遮光组件对入射到遮光组件的外部环境光的反射，从而能够改善显示对比度，提高画面显示质量。
在一种示例性实施例中，在相邻的像素单元之间形成遮光组件11的步骤包括：利用金属或者金属合金材料，采用溅射方法沉积形成遮光层11a；在遮光层11a上，利用金属或者金属合金材料采用反应溅射方法沉积形成光吸收层11b；以及在黑色遮光层11上，利用透明导电薄膜形成所述减反射层。
更具体地，利用金属或者金属合金材料，采用溅射方法沉积形成遮光层11a，利用例如Al，Cr，Cu，Mo或Ti之类的金属或者例如AlNd，CuMo，MoTa或MoNb之类的金属合金材料，在氩气(Ar)气氛中，采用溅射方法沉积形成遮光层11a，遮光层11a的厚度为这样，可以使遮光层11a具有较低的电阻。
在利用金属或者金属合金材料采用反应溅射方法沉积形成光吸收层11b的步骤中，在Ar气氛中，以氧气(O2)、氮气(N2)、或者氧气和氮气的混合气体(O2和N2)作为反应气体，采用反应溅射的方法沉积形成用做光吸收层11b的金属氧化物、金属氮化物或者金属氮氧化物。光吸收层11b的厚度为这样，可以提高光吸收效果。
在一种示例性实施例中，透明的减反射层11c被构造成用于通过干涉消光的方式为减少环境光的反射，例如可以由ITO，IZO，AZO之类的透明导电薄膜形成减反射层，其厚度为这样，入射到遮光组件11的光通过减反射层11c到达光吸收层并被吸收，减反射层的这种材料和厚度的选择，可以优化干涉消光的效果，降低了遮光组件对入射光的反射，从而能够改善阵列基板的显示对比度，提高画面显示质量。
在一种示例性实施例中，如图2-4所示，功能层包括：平坦层7、以及在平坦层7上依次设置的第一电极层8、第一钝化层9和第二电极层10。例如第一电极层可以设置成平面电极，并用做公共电极；第二电极层可以设置成多个条形电极，并用做像素电极。进一步地，功能层还包括形成在基板100的栅极绝缘层2、形成在栅极绝缘层2上的栅线1、数据线3、薄膜晶体管(未示出)、设置在基板100上并覆盖栅线1、数据线3、薄膜晶体管的第二钝化层4、设置在第二钝化层4上的彩色滤光片6。平坦层7形成在彩色滤光片6上。例如，彩色滤光片6包括红、绿、蓝滤光片，也可以包括红、绿、蓝、白四色滤光片。遮光组件11设置成在厚度方向上与设置在基板上的薄膜晶体管、数据线、栅线等器件相对应，以遮挡薄膜晶体管、数据线、栅线等器件。
需要说明的是，可以采用常规金属在基板100上依次形成栅极绝缘层2、栅线1、数据线3、薄膜晶体管、第二钝化层4、彩色滤光片6、以及平坦层7。
例如，在一种示例性实施例中，在基板100上按照现有技术形成栅线1、栅极绝缘层2、薄膜晶体管的有源层和源漏极、以及第二钝化层4；在第二钝化层4上形成R、G、B彩色滤色片；采用有机绝缘膜对彩色滤色片进行平坦化处理以形成平坦层7，由有机绝缘膜形成的平坦层具有较佳的平坦性和较低的介电常数，例如介电常数＜5，例如，该有机绝缘膜可以由亚克力树脂、聚酰亚胺树脂等树脂材料制成。
参见图4和6，在形成平坦层7之后，在平坦层7上执行利用金属或者金属合金材料采用溅射方法沉积形成遮光层11a的步骤，并且在形成光吸收层11b之后执行如下步骤：对已形成的遮光层11a和光吸收层11b执行构图工艺，以在平坦层的与栅线1、数据线3、薄膜晶体管等元件相对应的区域形成初步的遮光组件图案；在初步的遮光组件图案和平坦层7上沉积透明导电薄膜；以及对透明导电薄膜执行构图工艺，以在光吸收层11b上形成减反射层11c和在平坦层7上形成第一电极层8。
例如，对对透明导电薄膜执行构图工艺执行构图工艺包括如下步骤：在初步的遮光组件图案的光吸收层11b和平坦层7上涂覆光刻胶；利用掩模板对光刻胶进行曝光和显影；采用刻蚀工艺去除部分导电薄膜，从而形成遮光组件11和第一电极层8；以及将未去除的光刻胶剥离。光吸收层11b和平坦层7可以连续设置，也可以断开设置。这样，利用单个掩模板通过一次构图工艺形成遮光组件11的减反射层11c和第一电极层8，减少了构图工艺的次数和掩模板的使用数量，从而降低了制作成本。
如上所述，本申请的实施例中，构图工艺一般包括涂覆光刻胶、曝光、显影、刻蚀、剥离等工艺。
参见图4、6和7，在第一钝化层9上执行利用金属或者金属合金材料采用溅射方法沉积形成遮光层11a的步骤，并且在形成光吸收层11b之后执行如下步骤：对已形成的遮光层11b和光吸收层11b执行构图工艺，以在第一钝化层9的与栅线1、数据线3、薄膜晶体管等元件相对应的区域形成初步的遮光组件图案；在所述初步的遮光组件图案和第一钝化层9上沉积透明导电薄膜；以及对透明导电薄膜执行构图工艺，以在光吸收层11b上形成减反射层11c和在第一钝化层9上形成第二电极层10。例如，第二电极层10形成为多个条形电极，以用做像素电极。
在图7所示的第三实施例中，第一电极层10在遮光组件11的下部是断开的。这样，在形成第一电极层10的过程中，需要执行构图工艺，以使相邻的第一电极层在遮光组件11的下部断开。在图8所示的第四实施例中，第一电极层10在遮光组件11的下部是连续的，即第一电极层8在遮光组件11的下部穿过。
参见图2-4，在一种实施例中，在第一电极层8上形成遮光组件11，并在遮光组件11和第一电极层8上形成第一钝化层。
根据上述实施例制成的遮光组件，在对应栅线、数据线、薄膜晶体管的位置的起到遮光的作用。例如具有低反射率的金属覆盖对应栅线、数据线、薄膜晶体管的位置，或者覆盖对应栅线、薄膜晶体管的位置，或者覆盖对应薄膜晶体管的位置。这样，可以改善阵列基板的显示对比度，提高画面显示质量。
根据本发明更进一步发明的实施例，提供一种包括上述各种实施例的阵列基板的显示装置。例如，包括本发明的各种实施例的遮光组件的阵列基板可以适用于ADS、IPS(In-PlaneSwitching，平面转换)、TN(TwistedNematic，扭曲向列)或者VA(VerticalAlignment，垂直向列)显示模式中、以及基于Oxide、LTPS(LowTemperaturePoly-Silicon，低温多晶硅)、a-Si(非晶硅)技术的LCD、OLED等显示装置中，也适用于非COA(ColorFilterOnAarray)结构中，还可以适用于触摸(Touch)结构中作为桥接金属。显示装置可以为手机、平板电脑、电视机、显示器、笔记本电脑、数码相框、导航仪、电子纸等任何具有显示功能的产品或部件。
图5是示出本发明实施例的遮光组件、与金属层、金属层/光吸收层、以及玻璃对相关波长的光的反射率的比较示意图。从图5可以看出，对于波长在500nm以上的入射光，根据本发明的各种实施例的遮光组件的反射率明显低于纯金属层、也低于由金属和黑色的光吸收层形成的复合层，甚至低于玻璃。特别是对于波长大约为600nm的入射光，本发明的各种实施例的遮光组件的反射率接近于零。因此，可以理解根据本发明上述实施例的阵列基板及其制作方法和显示装置，通过在遮光组件上设置减反射层，可以减少遮光组件对外部环境光的反射，从而能够改善显示对比度，提高画面显示质量。
以上所述的具体实施例，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (14)

1.一种阵列基板，其特征在于，包括：
基板；
多个像素单元，设置在所述基板上，每个像素单元包括多个功能层；以及
遮光组件，设置在相邻的像素单元之间，所述遮光组件包括：
遮光层；
覆盖在所述遮光层上的光吸收层；以及
覆盖在所述光吸收层上的减反射层。
2.根据权利要求1所述的阵列基板，其特征在于，所述减反射层由透明导电薄膜形成。
3.根据权利要求2所述的阵列基板，其特征在于，所述功能层包括平坦层、以及在所述平坦层上依次设置的第一电极层、第一钝化层和第二电极层。
4.根据权利要求3所述的阵列基板，其特征在于，所述遮光组件设置在所述第一电极层和平坦层之间。
5.根据权利要求4所述的阵列基板，其特征在于，所述遮光组件的减反射层与所述第一电极层由相同的材料制成并设置在同一层。
6.根据权利要求3所述的阵列基板，其特征在于，所述遮光组件设置在所述第二电极层和第一钝化层之间。
7.根据权利要求6所述的阵列基板，其特征在于，所述遮光组件的减反射层与所述第二电极层由相同的材料制成并设置在同一层。
8.根据权利要求3所述的阵列基板，其特征在于，所述遮光组件设置在所述第一电极层和第一钝化层之间。
9.根据权利要求8所述的阵列基板，其特征在于，所述遮光层由金属或者金属合金材料制成。
10.根据权利要求1-9中的任一项所述的阵列基板，其特征在于，所述减反射层由氧化铟锡、氧化铟锌和氧化铝锌中的至少一种材料制成。
11.根据权利要求1-10中的任一项所述的阵列基板，其特征在于，所述遮光层由铝、铬、铜、钼、钛、铝钕合金、铜钼合金、钼钽合金和钼钕合金中的至少一种材料制成。
12.根据权利要求1-11中的任一项所述的阵列基板，其特征在于，所述光吸收层由金属氧化物、金属氮化物或者金属氮氧化物制成。
13.一种显示装置，包括根据上述权利要求中的任一项所述的阵列基板。
14.一种阵列基板的制作方法，其特征在于，包括如下步骤：
在基板上形成包括多个功能层的多个像素单元；以及
在相邻的像素单元之间形成遮光组件，所述遮光组件包括：
遮光层；
覆盖在所述遮光层上的光吸收层；以及
覆盖在所述光吸收层上的减反射层。
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