CN107170761A - 一种阵列基板及其制作方法、显示面板、显示装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种阵列基板及其制作方法、显示面板、显示装置，用以使观看者能在各个视角都能观看到均匀的反射效果，提高显示效果。阵列基板的制作方法，包括在衬底基板上依次制作薄膜晶体管和钝化层的方法，还包括：在钝化层上依次形成反射层和透明导电层；反射层通过贯穿钝化层的过孔与薄膜晶体管的源极或漏极电连接，透明导电层包括若干金属离子；对透明导电层进行还原处理，使得金属离子被还原出来，形成一金属颗粒层；对完成上述步骤的透明导电层和反射层进行构图工艺，形成像素电极。

Description

一种阵列基板及其制作方法、显示面板、显示装置
技术领域
本发明涉及显示技术领域，尤其涉及一种阵列基板及其制作方法、显示面板、显示装置。
背景技术
现有的显示装置包括透射式显示装置、反射式显示装置和透反式显示装置。透射式显示装置主要以背光源作为光源，即透射式显示装置的显示面板需要设置背光源为显示面板提供光源，但其背光源利用率不高，为提高显示亮度就需要大幅度提高背光源的亮度，因此功耗较高。而反射式显示装置主要以前置光源或者外界光源作为光源，即反射式显示装置的显示面板后面不需要设置背光源，其主要利用外部光源为显示面板提供光源，功耗相对较低。
如图1所示，现有技术的反射式显示装置的显示面板由对向基板11和阵列基板12对盒形成，对向基板11和阵列基板12之间的空间中封装有液晶层13，阵列基板12包括位于衬底基板120上的薄膜晶体管121、位于薄膜晶体管121上的钝化层127、位于钝化层127上的像素电极128，像素电极128采用能够反射光线的金属电极；其中：薄膜晶体管121包括栅极122、栅极绝缘层123、半导体有源层124、源极125和漏极126。
由于现有技术反射式显示装置的显示面板包括的像素电极反射的光线具有一定的方向，因此，现有技术的像素电极并不能使观看者在各个视角都能观看到均匀的反射效果。
发明内容
有鉴于此，本发明实施例提供了一种阵列基板及其制作方法、显示面板、显示装置，用以使观看者能在各个视角都能观看到均匀的反射效果，提高显示效果。
本发明实施例提供的一种阵列基板的制作方法，包括在衬底基板上依次制作薄膜晶体管和钝化层的方法，其中，该方法还包括：
在所述钝化层上依次形成反射层和透明导电层；所述反射层通过贯穿所述钝化层的过孔与所述薄膜晶体管的源极或漏极电连接，所述透明导电层包括若干金属离子；
对所述透明导电层进行还原处理，使得所述金属离子被还原出来，形成一金属颗粒层；
对完成上述步骤的所述透明导电层和所述反射层进行构图工艺，形成像素电极。
由本发明实施例提供的阵列基板的制作方法，由于制作形成的像素电极既包括反射层，又包括透明导电层，反射层能够很好的反射外界光线，能够实现反射式的阵列基板，同时，由于对透明导电层进行了还原处理，形成了一层金属颗粒层，而金属颗粒层能够对照射到透明导电层的光线起到很好的漫反射作用，因此，本发明实施例能够使观看者在各个视角均都能观看到均匀的反射效果，与现有技术相比，提高了显示效果。
较佳地，所述对所述透明导电层进行还原处理，使得所述金属离子被还原出来，形成一金属颗粒层，包括：
在还原性气体的工作环境中，对所述透明导电层进行等离子体处理，使得所述透明导电层包括的所述金属离子被还原出来，形成一金属颗粒层。
较佳地，所述还原性气体为氢气、氯气、一氧化碳、硫化氢、溴化氢、甲烷、二氧化硫中的任一种气体。
较佳地，所述金属颗粒层的厚度为所述透明导电层的厚度的1/10到1/5。
较佳地，所述在所述钝化层上依次形成反射层和透明导电层，包括：
通过磁控溅射的方式，在所述钝化层上依次沉积一层金属层和一层透明导电层。
较佳地，所述透明导电层为氧化铟锡、氧化铟锌、氧化锌中的任一种或任意组合。
本发明实施例还提供了一种采用上述的阵列基板的制作方法制作形成的阵列基板，包括依次位于衬底基板上的薄膜晶体管和钝化层，其中，还包括位于所述钝化层上的反射层和位于所述反射层上的透明导电层，所述透明导电层包括由若干金属颗粒形成的金属颗粒层。
较佳地，所述金属颗粒层的厚度为所述透明导电层的厚度的1/10到1/5。
本发明实施例还提供了一种显示面板，该显示面板包括上述的阵列基板。
本发明实施例还提供了一种显示装置，该显示装置包括上述的显示面板。
附图说明
图1为现有技术的反射式显示面板的结构示意图；
图2为本发明实施例提供的一种阵列基板的制作方法流程图；
图3-图6为本发明实施例提供的一种阵列基板的制作过程中不同阶段的结构示意图；
图7为本发明实施例提供的一种显示面板的结构示意图；
图8为本发明实施例提供的阵列基板包括的像素电极对外界光线的散射示意图。
具体实施方式
本发明实施例提供了一种阵列基板及其制作方法、显示面板、显示装置，用以使观看者能在各个视角都能观看到均匀的反射效果，提高显示效果。
为了使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明作进一步地详细描述，显然，所描述的实施例仅仅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做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
如图2所示，本发明具体实施例提供了一种阵列基板的制作方法，包括在衬底基板上依次制作薄膜晶体管和钝化层的方法，该方法还包括：
S201、在所述钝化层上依次形成反射层和透明导电层，所述反射层通过贯穿所述钝化层的过孔与所述薄膜晶体管的源极或漏极电连接，所述透明导电层包括若干金属离子；
S202、对所述透明导电层进行还原处理，使得所述金属离子被还原出来，形成一金属颗粒层；
S203、对完成上述步骤的所述透明导电层和所述反射层进行构图工艺，形成像素电极。
本发明具体实施例形成的像素电极既包括反射层，又包括透明导电层，反射层能够很好的反射外界光线，能够实现反射式的阵列基板，同时，由于本发明具体实施例提供对透明导电层进行了还原处理，形成了一层金属颗粒层，金属颗粒层的形成能够对照射到透明导电层的光线起到很好的漫反射作用，因此，本发明具体实施例能够使观看者在各个视角均都能观看到均匀的反射效果，与现有技术相比，本发明具体实施例提高了显示效果。
具体地，本发明具体实施例在衬底基板上制作薄膜晶体管包括：通过构图工艺在衬底基板上依次制作栅极、栅极绝缘层、半导体有源层、源极和漏极；或，通过构图工艺在衬底基板上依次制作遮光层、第一绝缘层、半导体有源层、栅极绝缘层、栅极、第二绝缘层、源极和漏极。
本发明具体实施例中的构图工艺包括光刻胶的涂覆、曝光、显影、刻蚀、去除光刻胶的部分或全部过程，本发明具体实施例制作薄膜晶体管的具体方法与现有技术类似，这里不再赘述。实际生产过程中，制作形成的薄膜晶体管可以为底栅型的薄膜晶体管，也可以为顶栅型的薄膜晶体管，当然还可以为其它类型的薄膜晶体管，本发明具体实施例并不对薄膜晶体管的类型做限定。
之后，本发明具体实施例在薄膜晶体管上通过构图工艺制作一层钝化层，钝化层的具体制作方法与现有技术类似，这里不再赘述，钝化层的具体材料选择与现有技术相同，这里不再赘述。
接着，在钝化层上依次形成反射层和透明导电层，具体地，通过磁控溅射的方式，在钝化层上依次沉积一层金属层和一层透明导电层。当然，在实际生产过程中，还可以通过其它方式沉积金属层和透明导电层，如：可以通过热蒸发的方式依次沉积一层金属层和一层透明导电层。
具体地，本发明具体实施例中金属层的材料可以选择钼(Mo)、铝(Al)、铜(Cu)、银(Ag)等中的任一种或任意组合。本发明具体实施例中透明导电层的材料可以选择氧化铟锡(ITO)、氧化铟锌(IZO)、氧化锌(ZnO)中的任一种或任意组合，当然，在实际生产过程中，本发明具体实施例中的透明导电层还可以选择其它包括有若干金属离子的透明导电材料，本发明具体实施例并不对透明导电层的具体材料做限定。
接着，对透明导电层进行还原处理，使得透明导电层包括的金属离子被还原出来，形成一金属颗粒层，具体地，在还原性气体的工作环境中，对透明导电层进行等离子体处理，使得透明导电层包括的金属离子被还原出来，形成一金属颗粒层，由于目前等离子体处理工艺较成熟，因此，采用等离子体处理工艺对透明导电层进行处理能够保证工艺的稳定性，以及能够保证处理结果的良品率，这样，在还原性气体的工作环境中，通过等离子体处理后，能够很好的将透明导电层包括的金属离子还原出来。
具体地，本发明具体实施例中的还原性气体为氢气(H2)、氯气(Cl2)、一氧化碳(CO)、硫化氢(H2S)、溴化氢(HBr)、甲烷(CH4)、二氧化硫(SO2)中的任一种气体。
优选地，本发明具体实施例形成的金属颗粒层的厚度为透明导电层的厚度的1/10到1/5，若本发明具体实施例形成的金属颗粒层的厚度较薄时，则不能起到很好的漫反射作用，若形成的金属颗粒层的厚度较厚时，则会影响本发明具体实施例的反射层的反光性能。
下面结合一个具体的实施例详细介绍本发明具体实施例提供的阵列基板的制作方法。
附图中各膜层厚度和区域大小、形状不反应各膜层的真实比例，目的只是示意说明本发明内容。
本发明具体实施例形成的薄膜晶体管以底栅型薄膜晶体管为例进行介绍。
如图3所示，首先，通过构图工艺在衬底基板120上依次制作栅极122、栅极绝缘层123、半导体有源层124、源极125、漏极126和钝化层127，具体地，通过构图工艺形成贯穿钝化层127且暴露漏极126的过孔30，本发明具体实施例栅极122、栅极绝缘层123、半导体有源层124、源极125、漏极126和钝化层127的具体制作方法与现有技术类似，这里不再赘述。
接着，如图4所示，在钝化层127上通过磁控溅射的方式依次沉积一层金属层41和透明导电层42，金属层41通过贯穿钝化层127的过孔30与漏极126电连接，本发明具体实施例沉积的透明导电层42以氧化铟锡(ITO)为例。
接着，如图5所示，将完成上述步骤的衬底基板放入等离子体增强化学气相沉积设备中，并以氢气为工作气体对形成的ITO层进行等离子体处理，图中的箭头方向表示等离子体的处理方向。由于以氢气为工作气体的等离子体具有很强的还原性，因此可以将ITO层包括的金属离子还原出来，从而在ITO层中析出大量的金属颗粒60，如图6所示，金属颗粒60组成一金属颗粒层。
本发明具体实施例中金属颗粒层中金属颗粒60的密度，以及金属颗粒层的厚度可以通过等离子体增强化学气相沉积设备的参数决定，例如增大工作气体氢气的流量、增大等离子体增强化学气相沉积设备中上部电极功率均可增加腔室中等离子体的密度，从而增加金属颗粒60的密度，并且相应的增大金属颗粒60组成的金属颗粒层的厚度。
在实际生产过程中，为了减小等离子体轰击对ITO层的破坏，应尽量减小等离子体增强化学气相沉积设备中下部电极的功率，以减小自偏压的大小；本发明具体实施例中采用等离子体增强化学气相沉积设备中的等离子体处理ITO的方式只是本发明具体实施例中的一种优选的实施方式，实际生产过程中，只要能够还原ITO层中金属离子的方式都可以采用。
另外，本发明具体实施例中选择的工作气体为氢气也只是本发明具体实施例的一种优选的实施方式，其它的还原性气体，如：Cl2、CO、H2S、HBr、CH4、SO2等均可以作为本发明具体实施例的工作气体，这些气体当被电离成等离子体后，皆具有很强的还原性。
下面简单的说明一下本发明具体实施例中对ITO层进行等离子体处理后形成金属颗粒的原理。
通常情况下，ITO薄膜是一种锡(Sn)掺杂的氧化铟(In2O3)薄膜，ITO薄膜中的Sn原子一般以SnO或Sn2O的形式存在，利用二次离子质谱分析对ITO薄膜表面进行分析，得出其表面负离子O-、正离子In+为其主要成分，向等离子体增强化学气相沉积设备的腔室中通入H2，H2经过电离后形成氢(H+)离子，由于H+离子比ITO薄膜中的In+离子活性更强，因此能将In+离子从ITO薄膜中置换出来，In+离子在ITO薄膜表面沉积逐渐形成In金属单质，即形成In金属颗粒，In金属单质的具体结构为半球状或半椭球状。氢等离子体与氧化铟的反应方程式为：
In2O3+6H→2In+3H2O
一般来说，H2通入流量越大，浓度越大，则In金属单质的结构的形状越大，数量也越多，可以根据需要的散射效果来设置等离子体增强化学气相沉积设备的参数从而得到大小合适，数量合适的In金属单质。
具体实施时，向等离子体增强化学气相沉积设备的腔室中通入H2，通过调节H2的通入量的浓度(如：500sccm～2000sccm)、通入时间(如：5s～200s)，并通过控制等离子体增强化学气相沉积设备的腔室压强(如：500Pa～3000Pa)和温度(如：150℃～400℃)等工艺参数，使得ITO薄膜的上表面生产In金属单质，并可以对In金属单质的结构的大小、形状和厚度进行调节。
最后，本发明具体实施例通过一道掩膜板工艺，同时图案化金属层41和形成有金属颗粒60的透明导电层42，金属层41和透明导电层42一起被刻蚀制作完成，从而形成阵列基板的像素电极。像素电极的下部为金属层41，用来反射外界的光线，像素电极的上部为分布有若干金属颗粒60的透明导电层42，若干金属颗粒60组成的金属颗粒层作为光线的散射层。
本发明具体实施例在制作出阵列基板的像素电极膜层后，像素电极膜层包括顶层的透明导电层和底层的反射金属层，在还原性气体的工作环境中，利用等离子体进行处理，在顶层的透明导电层中析出金属颗粒层，通过这种方式，不需要增加额外的光刻工艺就在底部的反射金属层上方制作出一层金属颗粒层来实现漫反射的效果，不仅能提高显示效果，而且可以有效降低成本。
基于同一发明构思，本发明具体实施例还提供了一种采用上述方法制作形成的阵列基板，包括依次位于衬底基板上的薄膜晶体管和钝化层，其中，还包括位于钝化层上的反射层和位于反射层上的透明导电层，透明导电层包括由若干金属颗粒形成的金属颗粒层。金属颗粒层能够对照射到透明导电层的光线起到很好的漫反射作用，因此，本发明具体实施例能够使观看者在各个视角均都能观看到均匀的反射效果。
优选地，本发明具体实施例中金属颗粒层的厚度为透明导电层的厚度的1/10到1/5，这个厚度的金属颗粒层不仅能起到很好的漫反射作用，而且不会影响反射层的反光性能。
基于同一发明构思，本发明具体实施例还提供了一种显示面板，该显示面板包括本发明具体实施例提供的上述阵列基板，如图7所示，该显示面板包括与本发明具体实施例提供的上述阵列基板相对设置的对向基板11，以及位于阵列基板和对向基板11之间的液晶层13，对向基板11的具体结构与现有技术相同，这里不再赘述。
如图7和图8所示，通过对向基板11照射进来的光线a、b、c、d中有一部分直接被透明导电层42表面的金属颗粒60反射回去，还有一部分光线被金属颗粒60散射后射向金属层41，被金属层41反射后，通过金属颗粒60之间的透光区域射向液晶层13，或者被金属层41反射后的光线再次经过金属颗粒60被金属颗粒60散射后射向液晶层13等。通过对向基板照射进来的光线被阵列基板反射回液晶层的光路种类很多，这里不再一一列举，本发明具体实施例外界通过对向基板照射进来的光线会被金属颗粒60充分地散射，从而可以增加反射式显示面板显示的均匀性，提高显示质量。
基于同一发明构思，本发明具体实施例还提供了一种显示装置，该显示装置包括本发明具体实施例提供的上述显示面板，该显示装置可以为：手机、平板电脑、液晶电视、有机发光二极管(Organic Light Emitting Diode，OLED)电视、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。对于该显示装置的其它必不可少的组成部分均为本领域的普通技术人员应该理解具有的，在此不予赘述。
综上所述，本发明具体实施例提供一种阵列基板的制作方法，包括在钝化层上依次形成反射层和透明导电层；反射层通过贯穿钝化层的过孔与薄膜晶体管的源极或漏极电连接，透明导电层包括若干金属离子；对透明导电层进行还原处理，使得金属离子被还原出来，形成一金属颗粒层；对完成上述步骤的透明导电层和反射层进行构图工艺，形成像素电极。本发明具体实施例形成的反射层能够很好的反射外界光线，同时，本发明具体实施例形成的金属颗粒层能够对照射到透明导电层的光线起到很好的漫反射作用，因此，本发明具体实施例能够使观看者在各个视角均都能观看到均匀的反射效果，与现有技术相比，本发明具体实施例提高了显示效果。
显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (10)

1.一种阵列基板的制作方法，包括在衬底基板上依次制作薄膜晶体管和钝化层的方法，其特征在于，该方法还包括：
在所述钝化层上依次形成反射层和透明导电层；所述反射层通过贯穿所述钝化层的过孔与所述薄膜晶体管的源极或漏极电连接，所述透明导电层包括若干金属离子；
对所述透明导电层进行还原处理，使得所述金属离子被还原出来，形成一金属颗粒层；
对完成上述步骤的所述透明导电层和所述反射层进行构图工艺，形成像素电极。
2.根据权利要求1所述的制作方法，其特征在于，所述对所述透明导电层进行还原处理，使得所述金属离子被还原出来，形成一金属颗粒层，包括：
在还原性气体的工作环境中，对所述透明导电层进行等离子体处理，使得所述透明导电层包括的所述金属离子被还原出来，形成一金属颗粒层。
3.根据权利要求2所述的制作方法，其特征在于，所述还原性气体为氢气、氯气、一氧化碳、硫化氢、溴化氢、甲烷、二氧化硫中的任一种气体。
4.根据权利要求1所述的制作方法，其特征在于，所述金属颗粒层的厚度为所述透明导电层的厚度的1/10到1/5。
5.根据权利要求1所述的制作方法，其特征在于，所述在所述钝化层上依次形成反射层和透明导电层，包括：
通过磁控溅射的方式，在所述钝化层上依次沉积一层金属层和一层透明导电层。
6.根据权利要求5所述的制作方法，其特征在于，所述透明导电层为氧化铟锡、氧化铟锌、氧化锌中的任一种或任意组合。
7.一种采用权利要求1-6任一项所述的制作方法制作形成的阵列基板，包括依次位于衬底基板上的薄膜晶体管和钝化层，其特征在于，还包括位于所述钝化层上的反射层和位于所述反射层上的透明导电层，所述透明导电层包括由若干金属颗粒形成的金属颗粒层。
8.根据权利要求7所述的阵列基板，其特征在于，所述金属颗粒层的厚度为所述透明导电层的厚度的1/10到1/5。
9.一种显示面板，其特征在于，包括权利要求7或权利要求8所述的阵列基板。
10.一种显示装置，其特征在于，包括权利要求9所述的显示面板。
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