CN106066551A - 一种阵列基板及显示装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及显示技术领域，公开了一种阵列基板及显示装置。所述阵列基板包括衬底基板和设置在所述衬底基板上的像素电极和黑矩阵，所述黑矩阵限定出多个像素区域，每一像素区域包括所述像素电极，所述像素电极与所述黑矩阵位于所述衬底基板的同一侧，且位于阵列基板的内侧，从而克服了黑矩阵的对位偏差问题，不需要增加黑矩阵的面积来防止像素单元漏光，有利于实现窄边框。

Description

一种阵列基板及显示装置
技术领域
本发明涉及显示技术领域，特别是涉及一种阵列基板及显示装置。
背景技术
在平板显示技术领域，薄膜晶体管液晶显示器件(Thin Film Transistor LiquidCrystal Display，简称TFT-LCD)具有体积小、功耗低、制造成本相对较低等优点，逐渐在当今平板显示市场占据了主导地位。
随着显示技术的发展，显示器件逐渐朝着超窄边框化发展，故相对传统的对盒基板在外侧、阵列基板靠近背光源，显示器件逐渐向阵列基板在外侧、对盒基板靠近背光源方向发展。目前市场在售此类产品均为在TFT基板外侧涂覆一层深色吸光材料，加工成黑矩阵，用于防反光。由于黑矩阵对应像素区域之间的位置设置，存在对位偏差，不利于实现窄边框。
发明内容
本发明提供一种阵列基板及显示装置，用以提供一种实现窄边框的结构。
为解决上述技术问题，本发明实施例中提供一种阵列基板，包括衬底基板和设置在所述衬底基板上的像素电极，还包括设置在所述衬底基板上的黑矩阵，所述黑矩阵限定出多个像素区域，每一像素区域包括所述像素电极，所述像素电极与所述黑矩阵位于所述衬底基板的同一侧。
本发明实施例中提供一种显示装置，包括对盒的阵列基板和对盒基板，所述阵列基板位于显示侧，所述阵列基板采用如上所述的阵列基板。
本发明的上述技术方案的有益效果如下：
上述技术方案中，显示装置的阵列基板靠近显示侧，对盒基板靠近背光源，并将黑矩阵设置在阵列基板的内侧，与像素电极位于同一侧，从而克服了黑矩阵的对位偏差问题，不需要增加黑矩阵的面积来防止像素单元漏光，有利于实现窄边框。
附图说明
为了更清楚地说明本发明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，下面描述中的附图仅仅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性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1表示本发明实施例中显示装置的结构示意图。
具体实施方式
下面将结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的范围。
如图1所示，本发明实施例中提供一种阵列基板，包括衬底基板100，以及设置在衬底基板100上的像素电极1和黑矩阵2，黑矩阵2由不透光的绝缘材料(如：树脂)制得，限定出多个像素区域。每一像素区域包括像素电极1，用于形成驱动液晶分子偏转的电场，实现显示。其中，像素电极1与黑矩阵2位于衬底基板100的同一侧。
当所述阵列基板应用到显示装置上时，所述阵列基板靠近显示侧设置，所述显示装置的对盒基板靠近背光源设置。所述阵列基板和对盒基板对盒设置，像素电极1和黑矩阵2位于阵列基板的内侧，所述阵列基板的内侧是指所述阵列基板的靠近所述对盒基板的一侧。
相对于现有技术中在阵列基板的外侧设置黑矩阵，本发明将黑矩阵设置在阵列基板的内侧，与像素电极位于同一侧，能够克服衬底基板的厚度导致的黑矩阵的对位偏差问题，不需要增加黑矩阵的面积来防止像素区域漏光，有利于实现窄边框。
可选的，像素电极1在衬底基板100上的正投影的整个边缘位于黑矩阵2在衬底基板100上的正投影内，即使在产品弯曲时，也能够有效防止像素区域漏光，保证显示品质。
进一步地，黑矩阵2与衬底基板100接触设置，防止该区域反射环境光，使得显示均匀，提升显示质量。同时，黑矩阵2还能够防止环境光照射阵列基板的半导体驱动元件，影响半导体驱动元件的性能，保证产品品质。
薄膜晶体管因具有体积小、功耗低、制造成本低等优点，被广泛应用在各种显示器件上。下面以阵列基板的半导体驱动元件采用薄膜晶体管为例，具体介绍本发明的技术方案。
本实施例中，所述阵列基板的每一像素区域还包括薄膜晶体管3，薄膜晶体管3在衬底基板100上的正投影位于黑矩阵2在衬底基板100上的正投影内，以不影响像素开口率。其中，薄膜晶体管3的漏电极7与像素电极1电性连接，通过打开薄膜晶体管3，可以向像素电极1传输像素电压，控制显示所需的画面。当黑矩阵2与衬底基板100接触设置时，薄膜晶体管3具体位于黑矩阵2的与衬底基板100背离的一侧，则黑矩阵2一方面能够防止反射环境光，提升显示质量，另一方面还能够遮挡环境光照射薄膜晶体管3，起到保护作用。
为了防止光照影响薄膜晶体管3的半导体性能，本实施例中设置薄膜晶体管3的有源层4位于栅电极5和黑矩阵2之间，其中，栅电极5的材料可以选择Cu，Al，Ag，Mo，Cr，Nd，Ni，Mn，Ti，Ta，W等金属以及这些金属的合金，从而栅电极5能够遮挡背光源发出的光线照射有源层4，黑矩阵2能够遮挡环境光照射有源层4，保证了薄膜晶体管3的性能。
在一个具体的实施方式中，黑矩阵2与衬底基板100接触设置，薄膜晶体管3位于黑矩阵2的与衬底基板100背离的一侧。具体为：薄膜晶体管3的源电极6和漏电极7位于黑矩阵2的与衬底基板100背离的一侧，有源层4与源电极6和漏电极7电性接触。薄膜晶体管3还包括覆盖源电极6、漏电极7和有源层4的栅绝缘层101，栅绝缘层101位于源电极6、漏电极7和有源层4的与衬底基板100背离的一侧，栅电极5位于栅绝缘层101的与衬底基板100背离的一侧。该实施方式的薄膜晶体管为顶栅型薄膜晶体管，黑矩阵2、像素电极1与薄膜晶体管3位于阵列基板的内侧，相对于在阵列基板的外侧设置黑矩阵，克服了衬底基板100的厚度导致的黑矩阵2的对位偏差问题，有利于实现窄边框。而黑矩阵2与衬底基板100接触设置，能够防止反光，提升显示质量。同时，有源层4位于栅电极5和黑矩阵2之间，能够防止光线照射有源层，保证薄膜晶体管的性能。需要说明的是，阵列基板的外侧是指：阵列基板与对盒基板对盒后，阵列基板的与对盒基板背离的一侧。
上述具体实施方式中，还可以设置像素电极1在衬底基板100上的正投影的整个边缘位于黑矩阵2在衬底基板100上的正投影内，即使在产品弯曲时，也能够有效防止像素区域漏光，保证显示品质。
当然，本发明的技术方案并不局限适用于顶栅型薄膜晶体管阵列基板，还适用于其他类型的薄膜晶体管阵列基板，例如：底栅型薄膜晶体管阵列基板、共面型薄膜晶体管阵列基板，只需设置黑矩阵2、像素电极1与薄膜晶体管3位于阵列基板的同一侧即可。对于底栅结构的薄膜晶体管阵列基板，需要在薄膜晶体管的上方设置遮光图形(附图中未示意)，从而组装成显示装置后，遮光图形能够遮挡背光源发出的光线照射薄膜晶体管的有源层，防止影响薄膜晶体管的性能。
为了进一步克服对位偏差，实现无边框设计，本实施例中将滤光层设置在阵列基板上，则所述阵列基板的每一像素区域还包括透射特定颜色光线的滤光层8，而对盒基板上实现无黑矩阵和滤光层设计。其中，所述阵列基板可以包括红色滤光层、绿色滤光层和蓝色滤光层，还可以包括白色滤光层，或包括其他颜色组合的滤光层，以能够组合实现彩色显示为目的，在此不作限定。滤光层具体可以由树脂材料制得。
当滤光层8设置在阵列基板时，可以设置与滤光层8同层的保护结构9，保护结构9位于薄膜晶体管3的与衬底基板100背离的一侧，起到绝缘保护作用，从而不需要单独制作保护薄膜晶体管3的绝缘结构，简化制作工艺。其中，保护结构9可以为至少一滤光层构成的单层或复合层结构。例如：保护结构9为红色滤光层、绿色滤光层和蓝色滤光层中任意一个的单层结构，或任意两个的复合层，或三个的复合层。通过对同一滤光膜层的构图工艺形成保护结构9和滤光层8，当滤光层8由感光树脂材料制得时，所述构图工艺包括曝光和显影等工艺。
本实施例中所述阵列基板还包括平坦层102，用以提供平坦表面。具体设置平坦层102覆盖薄膜晶体管3和滤光层8，位于薄膜晶体管3和滤光层8的与衬底基板100背离的一侧。然后，将像素电极1设置在平坦层102上，位于平坦层102的与衬底基板100背离的一侧。另外，平坦层102还可以起到绝缘保护薄膜晶体管3的作用。
如图1所示，以底栅型薄膜晶体管阵列基板为例，本实施例的阵列基板具体包括：
透明的衬底基板100，例如：玻璃基底、石英基底；
接触设置在衬底基板100上的黑矩阵2，限定出多个像素区域，每一像素区域包括：
位于黑矩阵2的与衬底基板100背离的一侧的薄膜晶体管3，薄膜晶体管3包括：位于黑矩阵2的与衬底基板100背离的一侧的源电极6和漏电极7；有源层4，位于源电极6和漏电极7的与衬底基板100背离的一侧，一端搭接在源电极6上，另一端搭接在漏电极7上的有源层4；覆盖源电极6、漏电极7和有源层4的栅绝缘层101，栅绝缘层101位于源电极6、漏电极7和有源层4的与衬底基板100背离的一侧；位于栅绝缘层101的与衬底基板100背离的一侧的栅电极5；
滤光层8；
与滤光层8同层的保护结构9，位于薄膜晶体管3的与衬底基板100背离的一侧；
覆盖薄膜晶体管3和保护结构9的平坦层102，平坦层102位于薄膜晶体管3和保护结构9的与衬底基板100背离的一侧；
位于平坦层102的与衬底基板100背离的一侧的像素电极1，通过贯穿栅绝缘层101和平坦层102的第一过孔与漏电极7电性连接，像素电极1在衬底基板100上的正投影的整个边缘位于黑矩阵2在衬底基板100上的正投影内；
与栅电极5同层的公共电极线10；
与像素电极1同层的连接结构11，通过平坦层102中的第二过孔与公共电极线10电性连接，用于向公共电极线10传输基准电压；
取向层(图中未示出)用于为液晶分子提供预倾角，使液晶分子按一定规则排列。
上述阵列基板包括黑矩阵2和滤光层8，能够实现无边框，并防止像素区域漏光，以及像素区域之间的区域反光，使显示均匀，提升显示品质。并通过与滤光层8同层的保护结构9来绝缘保护薄膜晶体管，简化了制作工艺，提高了生产效率，降低了生产成本。
上述阵列基板的制作工艺可以为：
步骤S1、在衬底基板100上形成不透光绝缘膜层，对所述不透光绝缘膜层进行构图工艺，形成黑矩阵2；
步骤S2、在完成步骤S1的衬底基板100上形成源漏金属层，对所述源漏金属层进行构图工艺，形成源电极6和漏电极7。所述源漏金属层的材料可以为Cu，Al，Ag，Mo，Cr，Nd，Ni，Mn，Ti，Ta，W等金属以及这些金属的合金，所述源漏金属层可以为单层结构或者多层结构，多层结构比如Cu\Mo,Ti\Cu\Ti，Mo\Al\Mo等；
步骤S3、在完成步骤S2的衬底基板100上形成半导体层，对所述半导体层进行构图工艺，形成有源层4，有源层4的材料可以选择硅半导体或金属氧化物半导体(如：HIZO、ZnO、TiO2、CdSnO、MgZnO、IGO、IZO、ITO或IGZO)；
步骤S4、在完成步骤S3的衬底基板100上形成栅绝缘层101。栅绝缘层101的材料可以选用氧化物、氮化物或者氮氧化物，可以为单层、双层或多层结构。具体地，栅绝缘层101的材料可以是SiNx，SiOx或Si(ON)x；
步骤S5、在完成步骤S4的衬底基板100上形成栅金属层，对所述栅金属层进行构图工艺，形成栅电极5和公共电极线10。所述栅金属层的材料可以为Cu，Al，Ag，Mo，Cr，Nd，Ni，Mn，Ti，Ta，W等金属以及这些金属的合金，所述栅金属层可以为单层结构或者多层结构，多层结构比如Cu\Mo,Ti\Cu\Ti，Mo\Al\Mo等；
步骤S6、在每一像素区域形成滤光层8，同时形成位于薄膜晶体管3上的保护结构9，滤光层8具体包括红色滤光层、绿色滤光层和蓝色滤光层；
步骤S7、在完成步骤S6的衬底基板100上形成平坦层102，平坦层102覆盖整个衬底基板100，由树脂材料制得；
步骤S8、通过半曝光工艺形成贯穿平坦层102和栅绝缘层101的第一过孔，露出漏电极7，同时在平坦层102中形成第二过孔，露出公共电极线10；
步骤S9、在完成步骤S8的衬底基板100上形成透明导电层，对所述透明导电层进行构图工艺，形成像素电极1和连接结构11，像素电极1通过所述第一过孔与漏电极7电性连接，连接结构11通过所述第二过孔与公共电极线10电性连接，用于向公共电极线10传输基准电压。所述透明导电层的材料可以选择HIZO、ZnO、TiO2、CdSnO、MgZnO、IGO、IZO、ITO或IGZO；
步骤S10、形成取向层(图中未示出)，用于为液晶分子提供预倾角，使液晶分子按一定规则排列。
相应地，对盒基板200的制作工艺包括：
形成透明导电层，由所述透明导电层形成公共电极12；
在公共电极12上形成隔垫物20，与薄膜晶体管3的位置对应；
在隔垫物20上形成取向层。
其中，公共电极12也可以形成在阵列基板上，还可以根据需要对上述结构的制作工艺顺序进行合理调整。至于阵列基板的其他结构的制作工艺，例如：栅线、数据线，参见现有技术，在此不再详述。
参见图1所示，本发明实施例中还提供一种显示装置，包括密封对盒的阵列基板和对盒基板200，以及设置在所述阵列基板和对盒基板200之间的隔垫物20，隔垫物20用于维持一定的盒厚，形成密封空间，以填充液晶分子(图中未示出)。所述阵列基板位于显示侧，且所述阵列基板采用如上所述的阵列基板，有利于实现窄边框的产品，防止像素区域漏光，以及像素区域之间的区域反光，使显示均匀，提升显示品质。
当黑矩阵2和滤光层8均设置在阵列基板上时，对盒基板200实现无黑矩阵和滤光层设计。对于横向驱动电场的显示装置，像素电极和公共电极均设置在阵列基板上，所述对盒基板仅起到封装作用。对于纵向驱动电场的显示装置，如图1所示，对盒基板200上设置有公共电极12，用于与阵列基板上的像素电极1形成纵向驱动电场。
所述显示装置为：液晶显示面板、液晶显示器件、手机、平板电脑、电视机笔记本电脑、数码相框、导航仪等任何具有显示功能的产品或部件。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和替换，这些改进和替换也应视为本发明的保护范围。

Claims (11)

1.一种阵列基板，包括衬底基板和设置在所述衬底基板上的像素电极，其特征在于，还包括设置在所述衬底基板上的黑矩阵，所述黑矩阵限定出多个像素区域，每一像素区域包括所述像素电极，所述像素电极与所述黑矩阵位于所述衬底基板的同一侧。
2.根据权利要求1所述的阵列基板，其特征在于，所述黑矩阵与所述衬底基板接触设置。
3.根据权利要求2所述的阵列基板，其特征在于，每一所述像素区域还包括薄膜晶体管，所述薄膜晶体管在所述衬底基板上的正投影位于所述黑矩阵在所述衬底基板上的正投影内，且所述薄膜晶体管的有源层位于栅电极和所述黑矩阵之间。
4.根据权利要求3所述的阵列基板，其特征在于，所述薄膜晶体管的源电极和漏电极位于所述黑矩阵的与所述衬底基板背离的一侧，所述有源层与所述源电极和漏电极电性接触。
5.根据权利要求3所述的阵列基板，其特征在于，每一像素区域还包括透射特定颜色光线的滤光层；
所述阵列基板还包括与所述滤光层同层的保护结构，所述保护结构位于所述薄膜晶体管的与所述衬底基板背离的一侧。
6.根据权利要求5所述的阵列基板，其特征在于，所述保护结构为至少一滤光层构成的单层或复合层结构。
7.根据权利要求5所述的阵列基板，其特征在于，所述阵列基板还包括覆盖所述薄膜晶体管和滤光层的平坦层，所述像素电极位于所述平坦层的与所述衬底基板背离的一侧。
8.根据权利要求1-7任一项所述的阵列基板，其特征在于，所述像素电极在所述衬底基板上的正投影的整个边缘位于所述黑矩阵在所述衬底基板上的正投影内。
9.一种显示装置，包括对盒的阵列基板和对盒基板，所述阵列基板位于显示侧，其特征在于，所述阵列基板采用权利要求1-8任一项所述的阵列基板。
10.根据权利要求9所述的显示装置，其特征在于，所述显示装置还包括公共电极，设置在所述阵列基板上。
11.根据权利要求9所述的显示装置，其特征在于，所述显示装置还包括公共电极，设置在所述对盒基板上。
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