CN105223745A - 一种半透半反液晶显示阵列基板、制造方法及显示装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种半透半反液晶显示阵列基板，包括第一基板，在第一基板上形成有经第三绝缘层部分重叠的第一公共电极和像素电极，像素电极与漏电极电连接；在俯视下，所述像素电极与第一公共电极经第三绝缘层的非重叠区形成所述像素电极和第一公共电极的边缘电场；反射电极，形成于所述反射区的像素电极上。本发明还公开了该阵列基板的制造方法及显示装置。该半透半反液晶显示阵列基板结构简单，通过强化第一公共电极与像素电极的边缘电场，控制液晶方向，实现高对比度和较佳显示效果；具有常黑显示模式，不显示时外观效果好，且对比度高，显示效果更优，解决了现有常白显示模式半透半反显示装置对比度差及显示效果差的问题。
Description
技术领域
本发明涉及液晶显示领域，特别是涉及了一种半透半反液晶显示阵列基板及其制造方法和使用该阵列基板的半透半反液晶显示装置。
背景技术
半透半反液晶显示器具有两种不同的显示模式，在光线较暗的环境下，主要靠透视模式，也就是利用液晶器自身的背光源透光液晶面板显示图像，在阳光下等光线充足的情况下，主要靠反射模式，即利用液晶面板内的反光镜将外部的光线反射出去，依次作为光源显示图像，因此半穿半反式液晶显示器适用于各种光线强度的外部环境，尤其具有优秀的户外可视性能，并且背光源的亮度不需要很高，具有功耗低的特点。
随着智能穿戴产品和户外产品的兴起，其对显示屏的功耗和户外显示效果要求越来越高。但现有半透半反液晶显示装置较多为常白显示模式，而且对比度差，显示效果差。
发明内容
为了解决上述现有技术的不足，本发明提供了一种结构简单、可实现高对比度的半透半反液晶显示阵列基板，通过强化第一公共电极与像素电极的边缘电场，控制液晶方向，实现高对比度和较佳显示效果；具有常黑显示模式，不显示时外观效果好，且对比度高，显示效果更优，解决了现有常白或常黑显示模式半透半反显示装置对比度差及显示效果差的问题。本发明还提供了该半透半反液晶显示阵列基板的制造方法及使用该半透半反液晶阵列基板的液晶显示装置。
本发明所要解决的技术问题通过以下技术方案予以实现：
一种半透半反液晶显示阵列基板，包括透明区和反射区，所述阵列基板包括：
第一基板；
栅电极，形成于所述第一基板上；
第一绝缘层，形成于所述栅电极和第一基板之上；
有源层，形成于所述栅电极上方的所述第一绝缘层之上；
源电极和漏电极，形成于所述有源层上方；
第二绝缘层，形成于所述源电极、漏电极和第一绝缘层上；
平坦层，形成于所述反射区的第二绝缘层上。
第一公共电极，形成于所述第二绝缘层和平坦层上；
第三绝缘层，形成于所述第一公共电极和第二绝缘层上；
像素电极，形成于所述第三绝缘层上方，与所述漏电极电连接；在俯视下，所述像素电极与第一公共电极经第三绝缘层的非重叠区形成所述像素电极和第一公共电极的边缘电场；
反射电极，形成于所述反射区的像素电极上。
一种半透半反液晶显示阵列基板，包括透明区和反射区，所述阵列基板包括：
第一基板；
栅电极，形成于所述第一基板上；
第一绝缘层，形成于所述栅电极和第一基板之上；
有源层，形成于所述栅电极上方的所述第一绝缘层之上；
源电极和漏电极，形成于所述有源层上方；
第二绝缘层，形成于所述源电极、漏电极和第一绝缘层上；
平坦层，形成于所述反射区的第二绝缘层上。
像素电极，形成于所述第二绝缘层和平坦层上方，与所述漏电极电连接；
第三绝缘层，形成于所述像素电极上；
第一公共电极，形成于所述第三绝缘层上；在俯视下，所述像素电极与第一公共电极经第三绝缘层的非重叠区形成所述像素电极和第一公共电极的边缘电场；
第四绝缘层，形成于所述第一公共电极上；
反射电极，形成于所述反射区的第四绝缘层和第三绝缘层上，与所述像素电极电连接。
在本发明中，所述第一公共电极包括多个环状第一公共子电极。所述环状为方形或圆形或多边形。所述像素电极图案形状与所述第一公共子电极相对应，为方形或圆形或多边形。
在本发明中，所述平坦层表面呈波浪或镜面形。
一种半透半反液晶显示阵列基板的制造方法，所述阵列基板包括透明区和反射区，包括以下步骤：
提供第一基板；
在所述第一基板上沉积金属薄膜，通过构图工艺，在所述第一基板上形成栅电极；
在所述形成栅电极的第一基板上沉积栅极绝缘层薄膜，形成第一绝缘层；在所述栅电极上方的所述第一绝缘层上形成有源层；
在所述有源层上方形成源电极和漏电极；
在完成上述步骤的所述第一基板上沉积绝缘层薄膜，形成第二绝缘层；
在所述反射区的第二绝缘层上沉积绝缘层，形成平坦层；
在所述平坦层和第二绝缘层上沉积金属薄膜，通过构图工艺，形成第一公共电极；
在完成上述步骤的所述第一基板上沉积绝缘层薄膜，形成第三绝缘层；
在所述第三绝缘层上沉积像素电极薄膜，通过过孔形成与所述漏电极电连接的像素电极；在俯视下，所述像素电极与第一公共电极经第三绝缘层的非重叠区形成所述像素电极和第一公共电极的边缘电场；
在所述反射区的像素电极上沉积金属薄膜，形成反射电极。
一种半透半反液晶显示阵列基板的制造方法，所述阵列基板包括透明区和反射区，包括以下步骤：
提供第一基板；
在所述第一基板上沉积金属薄膜，通过构图工艺，在所述第一基板上形成栅电极；
在所述形成栅电极的第一基板上沉积栅极绝缘层薄膜，形成第一绝缘层；在所述栅电极上方的所述第一绝缘层上形成有源层；
在所述有源层上方形成源电极和漏电极；
在完成上述步骤的所述第一基板上沉积绝缘层薄膜，形成第二绝缘层；
在所述反射区的第二绝缘层上沉积绝缘层，形成平坦层；
在所述平坦层和第二绝缘层上沉积像素电极薄膜，通过过孔形成与所述漏电极电连接的像素电极；
在完成上述步骤的所述第一基板上沉积绝缘层薄膜，形成第三绝缘层；
在所述第三绝缘层上沉积金属薄膜，通过构图工艺，形成第一公共电极；在俯视下，所述像素电极与第一公共电极经第三绝缘层的非重叠区形成所述像素电极和第一公共电极的边缘电场；
在所述第一公共电极上沉积绝缘层薄膜，形成第四绝缘层；
在所述反射区的第三、四绝缘层上沉积金属薄膜，通过过孔形成与所述像素电极电连接的反射电极。
在本发明中，所述第一公共电极包括多个环状第一公共子电极；所述环状为方形或圆形或多边形；所述像素电极图案形状与所述第一公共子电极相对应，为方形或圆形或多边形。
一种半透半反液晶显示装置，包括：
如上述的阵列基板；
第二基板，与所述阵列基板的第一基板相对配置；
液晶层，保持在所述第一基板和第二基板之间。
进一步地，还包括：
第一偏光片，位于所述第一基板的另一侧表面；
第二偏光片，位于所述第二基板的上方。
进一步地，所述第二基板为带有彩色滤光层的第二基板。
本发明具有如下有益效果：通过强化第一公共电极与像素电极非重叠区的边缘电场，控制液晶方向，实现高对比度及较佳的显示效果，当第一公共电极与像素电极电压差为0V时，液晶站立，显示为黑态，当像素电极与第一公共电极电压差加大时，液晶会随着电压差的增加而平躺，亮度逐渐增加，以实现高对比度（达700左右）、常黑显示模式；常黑显示模式，不显示时外观效果好，且对比度高，显示效果更优，解决了现有常白显示模式半透半反显示装置对比度差及显示效果差的问题。
附图说明
图1为本发明阵列基板的结构示意图；
图2为本发明阵列基板上第一公共电极、像素电极及反射电极的俯视分解示意图；
图3a~3j为本发明阵列基板的制造流程示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明进行详细的说明。
实施例一
请参考图1、2，本实施例提供了一种半透半反液晶显示阵列基板，包括：第一基板100；在该第一基板100一侧上形成有栅电极1和栅极扫描线；在所述栅电极1和栅极扫描线及第一基板100上形成有第一绝缘层2；在位于所述栅电极1上方的第一绝缘层2上形成有有源层3；在所述有源层3和第一绝缘之上形成有源电极4和漏电极5以及数据扫描线，所述源电极4和漏电极5分别位于所述有源层3的两端；在所述源电极4、漏电极5和第一绝缘层2之上形成有第二绝缘层6；相邻的栅极扫描线和数据扫描线交叉形成一个像素单元，其形成在所述第二绝缘层6之上；每个像素单元包括透明区和反射区，位于所述反射区的第二绝缘层6上形成有平坦层7，实现反射区与透射区的盒层厚度不一致，形成双盒厚结构；在所述平坦层7和第二绝缘层6之上形成有第一公共电极8，所述第一公共电极8包括多个环状第一公共子电极81，该环状图案包括但不限于方形或圆形或多边形，即每一第一公共子电极81图案在俯视下均可看成是一圆环或方形环或多边形环的闭合环状图案；在所述第一公共电极8和第二绝缘层6上形成有第三绝缘层9，在所述第三绝缘层9之上形成有像素电极10，其通过蚀刻过孔与所述漏电极5电连接，所述像素电极10图案形状优选但不限于与所述第一公共子电极81相对应，为方形或圆形或多边形等，在俯视该像素单元时，所述像素电极10与环状的第一公共电极8经第三绝缘层9部分重叠，重叠区为像素存储电容，所述像素电极10与第一公共电极8经第三绝缘层9的非重叠区形成所述像素电极10和第一公共电极8的边缘电场；在所述反射区的像素电极10上方还形成有反射电极11。所述反射电极11的材料包括但不限定为金属铝、铝合金、钼、钼合金、银或钛等具备反射性和优良导电性的金属制造而成，具有很好的反射光线的特性，进而形成了反射区；而在第一基板100上未设置栅电极1、有源层3以及反射电极11的透明区域形成了可透过背光源照射光线的透明区。
所述第一基板100包括但不限定由石英基板或耐热性的玻璃基板等透光性基板构成，在本实施例中，优选采用透明玻璃基板；所述像素电极10和公共电极的材料包括但不限定为透明的ITO材料；所述绝缘层的材料包括但不限定为氧化硅或氮化硅或氧化硅和氮化硅叠层。
需要说明的是，通过所述平坦层7厚度设计，使得反射区盒厚为透过区盒厚的1/2，这种反射区经反射后，其光程与透过区一致。所述平坦层7表面呈波浪或镜面形，但不局限于此。本发明优选使用波浪表面，以实现漫反射效果，提高反射率。
本实施例所提供的半透半反液晶显示阵列基板使用了VA液晶（负性液晶）实现了常黑模式，同时通过像素电极和第一公共电极的新型结构设计，进一步强化边缘电场，实现高对比度；现有的常白和常黑模式的半透半反液晶显示阵列基板的对比度分别为200~300和400，而本实施例的对比度可达700左右，在对比度上明显优于现有技术。
实施例二
基于实施例一的基础上，将所述像素电极和第一公共电极交换膜层顺序，即：像素电极形成于所述第二绝缘层上方并与所述漏电极电连接；在像素电极上形成有第三绝缘层，在第三绝缘层上形成有第一公共电极，其经第三绝缘层与像素电极部分重叠；在所述第一公共电极上形成第四绝缘层，在反射区的第三、四绝缘层上形成有反射电极，其与所述像素电极电连接。
实施例三
本发明还提供了一种制造方便、工作效率较高的半透半反液晶显示阵列基板的制造方法。
该半透明半反射式液晶显示器阵列基板的制造方法，包括：
步骤1、提供一第一基板100，该第一基板100为透光的玻璃或石英基板，或其他合适材料的基板；
步骤2、在第一基板100上磁控溅射沉积金属薄膜层，再通过光刻、刻蚀和剥离等构图工艺，在第一基板100的一定区域形成如图3a所示的栅电极1和栅极扫描线（图未显示）；该金属薄膜层的材料可为钼、钨、铬、铝、铜或其叠层或其他适当材料；构图工艺的流程通常包括涂胶、掩膜、曝光、显影、刻蚀、剥离等工艺；
步骤3、利用化学气相沉积方法在栅电极1和第一基板100上沉积如图3b所示的第一绝缘层2，形成栅极绝缘层；所述绝缘层通常为氧化层，但也可以为氮化层、其他适宜的绝缘材料层或前述各绝缘层的复合层；
步骤4、在完成步骤3的第一基板100上，利用化学气相沉积方法沉积非晶硅半导体和掺杂非晶硅半导体薄膜通过光刻、刻蚀和剥离等构图工艺在栅电极1的正上方的第一绝缘层2之上的非晶硅半导体和掺杂非晶硅半导体薄膜上形成如图3c所示的有源层3；
步骤5、在完成步骤4的第一基板100上沉积金属薄膜层，再通过光刻、刻蚀和剥离等构图工艺，在有源层3上表面形成如图3d所示的源电极4和漏电极5，源电极4和漏电极5分别形成于有源层3上表面的两端，形成薄膜晶体管；该薄膜晶体管包括但不限于A-Si、LTPS、金属氧化物、有机TFT；该金属薄膜层的材料可为钼、钨、铬、铝、铜或其叠层或其他适当材料，还可以是具备反射性的金属薄膜；构图工艺的流程通常包括涂胶、掩膜、曝光、显影、刻蚀、剥离等工艺；
步骤6、在完成步骤5的第一基板100上利用化学气相沉积方法沉积如图3e所示的第二绝缘层6；所述绝缘层通常为氧化层，但也可以为氮化层、其他适宜的绝缘材料层或前述各绝缘层的复合层；
步骤7、在第二绝缘层6上通过化学沉积，在与薄膜晶体管对应的第二绝缘层6上形成如图3f所示的平坦层7（平坦层7材料没有特别限制，需保证反射区为透过区盒厚的1/2），该平坦层7为透明绝缘层；平坦层7表面可以是波浪形或镜面形，可起到漫反射板作用；
步骤8、在第二绝缘层6和平坦层7上通过磁控溅射沉积电极薄膜，在电极薄膜上涂覆光刻胶，通过光刻、刻蚀和剥离等构图工艺，在与薄膜晶体管对应的第二绝缘层6上形成有多个环状第一公共子电极81组成的第一公共电极8，如图3g所示的；该电极薄膜的材料为氧化铟锡、氧化铟锌或氧化铝锌；该环状可以是圆形、方形或多边形或其他环状；
步骤9、在第一公共电极8和第二绝缘层6上利用化学气相沉积方法沉积如图3h所示的第三绝缘层9；所述绝缘层通常为氧化层，但也可以为氮化层、其他适宜的绝缘材料层或前述各绝缘层的复合层；
步骤10、在完成步骤7的第三绝缘层9上通过磁控溅射沉积电极薄膜，在电极薄膜上涂覆光刻胶，通过光刻、刻蚀和剥离等构图工艺，形成像素单元的像素电极10，如图3i所示，其通过蚀刻过孔方式与漏电极5（薄膜晶体管）进行电连接；其中像素电极10图案形状优选与所述第一公共电极8图案相对应，且在俯视该像素单元时，所述像素电极10与第一公共电极8经第三绝缘层9部分重叠，重叠区为像素存储电容，所述像素电极10与第一公共电极8经第三绝缘层9的非重叠区形成所述像素电极10和第一公共电极8的边缘电场；该电极薄膜的材料为氧化铟锡、氧化铟锌或氧化铝锌；
步骤11、在像素电极10上通过磁控溅射沉积金属薄膜层，再通过光刻、刻蚀和剥离等构图工艺，在反射区的像素电极10上表面形成如图3j所示的金属反射电极11；该金属薄膜层的材料可为具有反射性的钼、钼合金、铝、铝合金、钛、银或其叠层或其他适当材料；构图工艺的流程通常包括涂胶、掩膜、曝光、显影、刻蚀、剥离等工艺。
实施例四
基于实施例三的基础上，将实施例三的步骤8至11具体替换成如下步骤：
步骤8、在第二绝缘层和平坦层上通过磁控溅射沉积电极薄膜，在电极薄膜上涂覆光刻胶，通过光刻、刻蚀和剥离等构图工艺，形成像素单元的像素电极，其通过蚀刻过孔方式与漏电极（薄膜晶体管）进行电连接；该电极薄膜的材料为氧化铟锡、氧化铟锌或氧化铝锌；
步骤9、在完成步骤8的第一基板上利用化学气相沉积方法沉积第三绝缘层；所述绝缘层通常为氧化层，但也可以为氮化层、其他适宜的绝缘材料层或前述各绝缘层的复合层；
步骤10、在完成步骤9的第三绝缘层上通过磁控溅射沉积电极薄膜，在电极薄膜上涂覆光刻胶，通过光刻、刻蚀和剥离等构图工艺，在与薄膜晶体管对应的第二绝缘层上形成有多个环状第一公共子电极组成的第一公共电极；在俯视该像素单元时，所述像素电极与第一公共电极经第三绝缘层部分重叠，重叠区为像素存储电容，所述像素电极与第一公共电极经第三绝缘层的非重叠区形成所述像素电极和第一公共电极的边缘电场；该环状可以是圆形、方形或多边形或其他环状；该电极薄膜的材料为氧化铟锡、氧化铟锌或氧化铝锌；
步骤11、在所述第一公共电极上利用化学气相沉积方法沉积第四绝缘层；所述绝缘层通常为氧化层，但也可以为氮化层、其他适宜的绝缘材料层或前述各绝缘层的复合层；
步骤12、在所述第三、第四绝缘层上通过磁控溅射沉积金属薄膜层，再通过光刻、刻蚀和剥离等构图工艺，在反射区的像素电极上表面形成金属反射电极，；该薄膜晶体管包括但不限于A-Si、LTPS、金属氧化物、有机TFT；该金属薄膜层的材料可为具有反射性的钼、钼合金、铝、铝合金、钛、银或其叠层或其他适当材料；构图工艺的流程通常包括涂胶、掩膜、曝光、显影、刻蚀、剥离等工艺。
实施例五
本发明还提供了一种使用该阵列基板的半透半反液晶显示装置，包括实施例一或二所述的阵列基板、与所述阵列基板的第一基板相对配置的第二基板、保持在所述第一基板和第二基板之间的液晶层；还包括位于所述第一基板的另一侧表面的第一偏光片、位于所述第二基板的上方的第二偏光片；所述第二基板为带有彩色滤光层的第二基板。所述第二基板上相对第一基板的一侧形成有第二公共电极。
以上所述实施例仅表达了本发明的实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制，但凡采用等同替换或等效变换的形式所获得的技术方案，均应落在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种半透半反液晶显示阵列基板，包括透明区和反射区，其特征在于，所述阵列基板包括：
第一基板；
栅电极，形成于所述第一基板上；
第一绝缘层，形成于所述栅电极和第一基板之上；
有源层，形成于所述栅电极上方的所述第一绝缘层之上；
源电极和漏电极，形成于所述有源层上方；
第二绝缘层，形成于所述源电极、漏电极和第一绝缘层上；
平坦层，形成于所述反射区的第二绝缘层上；
第一公共电极，形成于所述第二绝缘层和平坦层上；
第三绝缘层，形成于所述第一公共电极和第二绝缘层上；
像素电极，形成于所述第三绝缘层上方，与所述漏电极电连接；在俯视下，所述像素电极与第一公共电极经第三绝缘层的非重叠区形成所述像素电极和第一公共电极的边缘电场；
反射电极，形成于所述反射区的像素电极上。
2.一种半透半反液晶显示阵列基板，包括透明区和反射区，其特征在于，所述阵列基板包括：
第一基板；
栅电极，形成于所述第一基板上；
第一绝缘层，形成于所述栅电极和第一基板之上；
有源层，形成于所述栅电极上方的所述第一绝缘层之上；
源电极和漏电极，形成于所述有源层上方；
第二绝缘层，形成于所述源电极、漏电极和第一绝缘层上；
平坦层，形成于所述反射区的第二绝缘层上；
像素电极，形成于所述第二绝缘层和平坦层上方，与所述漏电极电连接；
第三绝缘层，形成于所述像素电极上；
第一公共电极，形成于所述第三绝缘层上；在俯视下，所述像素电极与第一公共电极经第三绝缘层的非重叠区形成所述像素电极和第一公共电极的边缘电场；
第四绝缘层，形成于所述第一公共电极上；
反射电极，形成于所述反射区的第四绝缘层和第三绝缘层上，与所述像素电极电连接。
3.根据权利要求1或2所述的半透半反液晶显示阵列基板，其特征在于，所述第一公共电极包括多个环状第一公共子电极。
4.根据权利要求1或2所述的半透半反液晶显示阵列基板，其特征在于，所述环状为方形或圆形或多边形。
5.根据权利要求3所述的半透半反液晶显示阵列基板，其特征在于，所述像素电极图案形状与所述第一公共子电极相对应，为方形或圆形或多边形。
6.根据权利要求1或2所述的半透半反液晶显示阵列基板，其特征在于，所述平坦层表面呈波浪或镜面形。
7.一种半透半反液晶显示阵列基板的制造方法，所述阵列基板包括透明区和反射区，其特征在于，包括以下步骤：
提供第一基板；
在所述第一基板上沉积金属薄膜，通过构图工艺，在所述第一基板上形成栅电极；
在所述形成栅电极的第一基板上沉积栅极绝缘层薄膜，形成第一绝缘层；在所述栅电极上方的所述第一绝缘层上形成有源层；
在所述有源层上方形成源电极和漏电极；
在完成上述步骤的所述第一基板上沉积绝缘层薄膜，形成第二绝缘层；
在所述反射区的第二绝缘层上沉积绝缘层，形成平坦层；
在所述平坦层和第二绝缘层上沉积金属薄膜，通过构图工艺，形成第一公共电极；
在完成上述步骤的所述第一基板上沉积绝缘层薄膜，形成第三绝缘层；
在所述第三绝缘层上沉积像素电极薄膜，通过过孔形成与所述漏电极电连接的像素电极；在俯视下，所述像素电极与第一公共电极经第三绝缘层的非重叠区形成所述像素电极和第一公共电极的边缘电场；
在所述反射区的像素电极上沉积金属薄膜，形成反射电极。
8.一种半透半反液晶显示阵列基板的制造方法，所述阵列基板包括透明区和反射区，其特征在于，包括以下步骤：
提供第一基板；
在所述第一基板上沉积金属薄膜，通过构图工艺，在所述第一基板上形成栅电极；
在所述形成栅电极的第一基板上沉积栅极绝缘层薄膜，形成第一绝缘层；在所述栅电极上方的所述第一绝缘层上形成有源层；
在所述有源层上方形成源电极和漏电极；
在完成上述步骤的所述第一基板上沉积绝缘层薄膜，形成第二绝缘层；
在所述反射区的第二绝缘层上沉积绝缘层，形成平坦层；
在所述平坦层和第二绝缘层上沉积像素电极薄膜，通过过孔形成与所述漏电极电连接的像素电极；
在完成上述步骤的所述第一基板上沉积绝缘层薄膜，形成第三绝缘层；
在所述第三绝缘层上沉积金属薄膜，通过构图工艺，形成第一公共电极；在俯视下，所述像素电极与第一公共电极经第三绝缘层的非重叠区形成所述像素电极和第一公共电极的边缘电场；
在所述第一公共电极上沉积绝缘层薄膜，形成第四绝缘层；
在所述反射区的第三、四绝缘层上沉积金属薄膜，通过过孔形成与所述像素电极电连接的反射电极。
9.根据权利要求7或8所述的半透半反液晶显示阵列基板的制造方法，其特征在于，所述第一公共电极包括多个环状第一公共子电极；所述环状为方形或圆形或多边形；所述像素电极图案形状与所述第一公共子电极相对应，为方形或圆形或多边形。
10.一种半透半反液晶显示装置，其特征在于，包括：
如权利要求1或2所述的阵列基板；
第二基板，与所述阵列基板的第一基板相对配置；
液晶层，保持在所述第一基板和第二基板之间。
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