CN108803159B - 一种像素电极的制备方法、像素电极和显示面板 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种像素电极的制备方法，该制备方法简单高效，成本低，可用于大规模工业化生产。本发明还提供了一种的像素电极，包括：基底，和设置在所述基底的像素区上的多个支电极，所述多个支电极包括交替间隔设置的第一支电极和第二支电极构成，所述第一支电极包括依次层叠在所述基底上的第一透明导电层和第一透明金属氧化物层，所述第二支电极包括依次层叠在所述基底上的第二透明导电层和第二透明金属氧化物层。该像素电极具有高穿透率和高解析度。本发明还提供了一种显示面板。
Description
技术领域
本发明涉及显示面板技术领域，尤其涉及一种像素电极的制备方法、像素电极和显示面板。
背景技术
随着薄膜晶体管液晶显示器(Thin Film Transistor Liquid Crystal Display，TFT-LCD)的应用越来越广泛，人们对液晶显示器的显示效果(如分辨率)要求也不断提高。其中，像素电极的穿透率和解析度高低对液晶显示器的显示效果具有重要影响。
受设备(例如曝光机的解析度，光阻的解析度)限制，传统工艺制备的如RGB条纹(Stripe)排列的像素电极的结构中的支电极宽度(Line)，以及支电极与支电极间的间隔宽度(Space)有限，目前的主流设计只能做到Line/Space在4/2μm～3/3μm之间，造成像素电极整体的穿透率和解析度不能更进一步地提高，严重束缚提高液晶显示器的高分辨率、高质量的显示效果。然而，使用更高解析度的曝光机和更高解析度的光阻既大大增加了生产成本，又不能大规模生产。
因此，有必要提出一种像素电极的制备方法，以提高像素电极的穿透率。
发明内容
有鉴于此，本发明提供一种像素电极的制备方法、像素电极和显示面板，该制备方法简便高效，成本低，制备得到的像素电极具有高穿透率和高解析度。
第一方面，本发明提供了一种像素电极的制备方法，包括：
提供一基底，在所述基底上依次沉积透明导电层和金属薄膜层；
在所述金属薄膜层上涂布光阻材料，图案化处理并在像素区形成依次交替设置的多个第一光阻层和多个第二光阻层，所述第一光阻层的厚度小于所述第二光阻层的厚度，刻蚀非像素区的所述金属薄膜层和所述透明导电层至暴露所述基底；
对所述第一光阻层和所述第二光阻层进行灰化处理，去除所述第一光阻层，并将所述第一光阻层覆盖的所述金属薄膜层氧化形成第一透明金属氧化物层；
部分灰化所述第二光阻层，使所述第二光阻层两端都缩短距离X以使所述金属薄膜层部分暴露，刻蚀部分暴露的所述金属薄膜层及下方的所述透明导电层，使所述透明导电层形成交替间隔设置的第一透明导电层和第二透明导电层，所述第一透明导电层与所述第一透明金属氧化物层构成第一支电极；
剥离所述部分灰化的所述第二光阻层，并将暴露的所述金属薄膜层氧化形成第二透明金属氧化物层，所述第二透明导电层与所述第二透明金属氧化物层构成第二支电极，所述第一支电极和所述第二支电极交替间隔设置，所述间隔的宽度大小为距离X。
可选地，所述在所述金属薄膜层上涂布光阻材料，图案化处理并在像素区形成依次交替设置的多个第一光阻层和多个第二光阻层的过程还包括形成第三光阻层，灰化所述第三光阻层并刻蚀以形成像素边框结构和/或像素主干结构。
可选地，所述第一支电极与所述第二支电极的宽度大小相等。
可选地，所述第一支电极和所述第二支电极的截面形状包括矩形、平行四边形或其他形状。
可选地，所述透明导电层的材质包括铟锡氧化物、铟锌氧化物、铝锌氧化物和铟镓锌氧化物中的一种或多种。
可选地，所述金属薄膜层的材质包括铝。
本发明第一方面所述像素电极的制备方法，通过增设金属薄膜层，并通过光罩图案化处理形成依次交替设置的多个第一光阻层和多个第二光阻层，分步灰化第一光阻层和第二光阻层，经过氧化和刻蚀过程在基底的像素区形成包括交替间隔设置的第一支电极和所述第二支电极的像素电极。该制备方法简单高效，成本低，可用于大规模工业化生产；由所述制备方法制备得到像素电极具有高穿透率和高解析度。本发明所述制备方法制备得到像素电极中支电极间隔的宽度可达微米级(例如1微米)，甚至纳米级，所述像素电极具有高穿透率和高解析度。
第二方面，本发明还提供了一种像素电极，包括：基底，和设置在所述基底的像素区上的多个支电极，所述多个支电极包括交替间隔设置的第一支电极和第二支电极构成，所述第一支电极包括依次层叠在所述基底上的第一透明导电层和第一透明金属氧化物层，所述第二支电极包括依次层叠在所述基底上的第二透明导电层和第二透明金属氧化物层。
可选地，所述第一支电极和所述第二支电极间隔的宽度大小为距离X。
可选地，还包括像素边框和/或像素主干，所述第一支电极与所述像素边框和/或像素主干相连，所述第二支电极与所述像素边框和/或像素主干相连。
本发明第二方面所述的像素电极结构组成上包括透明导电层和透明金属氧化物层，具有良好的透光率；同时，所述像素电极中的第一支电极和第二支电极间隔的宽度(Space)大小可调，支电极的宽度(Line)大小可调，可以实现极小的Line/Space，使其具有高穿透率和高解析度。
第三方面，本发明还提供了一种显示面板，包括本发明第一方面所述的制备方法制得的像素电极。所述显示面板还包括背光模组、TFT阵列基板和彩膜基板。
本发明的优点将会在下面的说明书中部分阐明，一部分根据说明书是显而易见的，或者可以通过本发明实施例的实施而获知。
附图说明
图1为本发明实施例所述的像素电极的制备工艺流程图；
图2为本发明一实施例提供的像素电极的制备方法的S10步骤的示意图；
图3为本发明一实施例提供的像素电极的制备方法的S20步骤的部分示意图；
图4为本发明一实施例提供的像素电极的制备方法的S20步骤的部分示意图；
图5为本发明一实施例提供的像素电极的制备方法的S30步骤的示意图；
图6为本发明一实施例提供的像素电极的制备方法的S40步骤的部分示意图；
图7为本发明一实施例提供的像素电极的制备方法的S40步骤的部分示意图；
图8为本发明一实施例提供的像素电极的制备方法的S50步骤的部分示意图；
图9为本发明一实施例提供的像素电极的制备方法的S50步骤的部分示意图；
图10为本发明另一实施例提供的像素电极的结构示意图。
具体实施方式
以下所述是本发明实施例的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明实施例原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明实施例的保护范围。
本申请说明书、权利要求书和附图中出现的术语“包括”和“具有”以及它们任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。例如包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备没有限定于已列出的步骤或单元，而是可选地还包括没有列出的步骤或单元，或可选地还包括对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。此外，术语“第一”、“第二”和“第三”等是用于区别不同的对象，而并非用于描述特定的顺序。
参见图1，本发明实施例提供了一种制备方法，包括：
S10、见图2所示，提供一基底10，在所述基底10上依次沉积透明导电层20和金属薄膜层30；
S20、在所述金属薄膜层20上涂布光阻材料，图案化处理并在像素区形成依次交替设置的多个第一光阻层401和多个第二光阻层402，所述第一光阻层401的厚度小于所述第二光阻层402的厚度，刻蚀非像素区的所述金属薄膜层30和所述透明导电层20至暴露所述基底10，一并参见图3和图4；
S30、对所述第一光阻层401和所述第二光阻层402进行灰化处理，去除所述第一光阻层401，见图5所示，并将所述第一光阻层401覆盖的所述金属薄膜层301氧化形成第一透明金属氧化物层303；
S40、一并参见图6和图7，部分灰化所述第二光阻层402，使所述第二光阻层402两端都缩短距离X以使所述金属薄膜层302部分暴露，刻蚀部分暴露的所述金属薄膜层302及下方的所述透明导电层201，使所述透明导电层201形成交替间隔设置的第一透明导电层203和第二透明导电层202，所述第一透明导电层203与所述第一透明金属氧化物层303构成第一支电极；
S50、一并参见图8和图9，剥离所述部分灰化的所述第二光阻层402’，并将暴露的所述金属薄膜层302’氧化形成第二透明金属氧化物层304，所述第二透明导电层202与所述第二透明金属氧化物层304构成第二支电极，所述第一支电极和所述第二支电极交替间隔设置，所述间隔的宽度大小为距离X。
其中，所述S10中，见图2，所述基板10包括TFT阵列板或其他需要装配像素电极的面板。本实施方式中，所述基板10包括像素区和非像素区；所述像素区用于制备并形成像素电极。所述透明导电层20的材质包括铟锡氧化物(ITO)、铟锌氧化物(IZO)、铝锌氧化物(AZO)和铟镓锌氧化物(IGZO)中的一种或多种。所述金属薄膜层30的材质包括铝(Al)。可选地，所述金属薄膜层的材质包括但不限于为铝。可选地，所述基板10包括TFT阵列基板或其他面板基底。
本实施方式中，所述金属薄膜层30的厚度为1-1000nm。进一步可选地，所述金属薄膜层30的厚度为1-800nm。优选地，所述金属薄膜层30的厚度为10-600nm。例如，所述金属薄膜层30的厚度为10nm，或为50nm，或为80nm，或为200nm，或为500nm等。
其中，所述S20中，见图3中，所述基底10的像素区可以为虚线左侧部分，所述非像素区为虚线右侧部分。采用不同灰阶光罩工艺，如经过涂布、曝光、显影、蚀刻和脱膜等步骤在所述基底10的像素区形成不同厚度分布的第一光阻层401和第二光阻层402；然后利用湿法刻蚀或干法刻蚀将所述基底10的非像素区的所述金属薄膜层30(见图3)和所述透明导电层20(见图3)刻蚀掉，保留得到像素区内的所述金属薄膜层301(见图4)、透明导电层302(见图4)、第一光阻层401和第二光阻层402。可选地，所述光阻材料包括树脂、感光剂和溶剂。所述第一光阻层401和第二光阻层402依次连续交替设置。
本实施方式中，所述第一光阻层401和第二光阻层402的宽度大小可以通过光罩工艺进行调节。通过图案化处理所述金属薄膜层30上涂布的光阻材料，还可以在金属薄膜层30的像素区形成第三光阻层，灰化所述第三光阻层，同时刻蚀部分金属薄膜层30和透明导电层20以形成像素边框结构和/或像素主干结构。所述像素边框结构和/或像素主干结构可以形成各种图案，以提升整个像素电极的导电性，提升整个像素电极的显示效果。
其中，所述S30中，当将所述第一光阻层401灰化完之后，原所述第一光阻层401覆盖的金属薄膜层301暴露出来，采用氧气(O2)或其他手段将所述暴露出的部分金属薄膜层301氧化以形成多个第一透明金属氧化物层303。其中，所述金属薄膜层301中多个部分区域暴露且被氧化后，得到交替间隔连接的第二金属薄膜层302和第一透明金属氧化物层303，参见图5。可选地，所述灰化过程可以是整体的灰化，由于第一光阻层401的厚度小于第二光阻层402的厚度；当所述第一光阻层401灰化完成后，第二光阻层402依然保留下来。
本实施方式中，所述第一透明金属氧化物层具有很高的透光度，不会对光强造成很大是损失，且对于光路的影响也不大。由于所述第一透明金属氧化物层是处于灰化掉的第一光阻层的正下方，因此第一透明金属氧化物层也是相应地规则的分布。
其中，所述S40中，见图6，所述部分灰化过程也是对所有的多个分布的第二光阻层402的整体灰化，以致所述第二光阻层402的两端都会发生了缩减，同时第二光阻层402的厚度也会发生相应的缩减。所述第二光阻层402两端缩短的尺寸大小是可以通过调控灰化工艺参数来实现可控调节，特别地，所述第二光阻层402两端缩短的尺寸大小可以实现微米级甚至纳米级。当所述第二光阻层402两端缩短并形成厚度与宽度都减少的部分灰化后的第二光阻层402’时，部分灰化后的第二光阻层402’下会相应地暴露正下方的第二金属薄膜层302，采用湿法刻蚀或其他工艺对所述暴露的第二金属薄膜层302进行刻蚀后得到刻蚀后的第二金属薄膜层302’，并继续刻蚀掉暴露的透明导电层201，以形成狭缝状的间隔，一并参见图6和图7。刻蚀完成后，所述间隔将原透明导电层201分成交替间隔设置的第一透明导电层203和第二透明导电层202；其中，所述第一透明导电层203上覆盖有所述第一透明金属氧化物层303，所述第二透明导电层202上设有刻蚀后的第二金属薄膜层302’和部分灰化后的第二光阻层402’。可选地，所述第一透明导电层203和第二透明导电层202的间隔就为部分灰化后的第二光阻层402’两端中任意一端缩短的距离X。可选地，所述距离X的宽度大小为0.2-10μm。进一步地，可选地，所述距离X的宽度大小为0.2-2.5μm。优选地，所述距离X的宽度大小为0.5-2μm。所述本实施方式中，所述距离X的宽度大小可以达到小于2μm。例如，所述距离X的宽度大小为0.8μm，或为1μm，或为1.5μm，或为2μm，或为2.5μm或为3μm。当所述部分灰化后的第二光阻层402’两端中任意一端缩短的距离1μm时，所述交替设置的第一透明导电层和第二透明导电层的间隔也为1μm。通过调节部分灰化后的第二光阻层402’两端中任意一端缩短的距离X可以调节第一透明导电层203和第二透明导电层202的间隔。
本实施方式中，所述第一支电极或第二支电极的宽度(Line，L)大小不做过多限定，所述宽度的大小根据像素电极的大小进行调节，所述第一支电极或第二支电极的数目也可以进行调节。所述第一支电极和第二支电极间隔的宽度(Space，S)(所述间隔的宽度大小与距离X的宽度大小一致)也可以进行调节。在液晶显示面板中，由于L/S减小后支电极边缘的电场的增多，带动同一方向的液晶偏转一致性增强，对液晶受电场偏转的方向一致性增强，从而提升电场对液晶的控制力，最终提高穿透率。
由于本实施方式所述制备方法可使所述第二光阻层402两端缩短的尺寸大小达到微米级甚至纳米级，并使第一支电极和第二支电极间隔的宽度大小达到微米级甚至纳米级，使整个像素电极具有高穿透率和高解析度，使整个显示面板的显示效果得到提升。本实施方式所述的制备方法成本低，简单易操作，所采用的仪器设备均可以为现有工艺中的常规设备；而现有技术方法并不能通过普通低成本的常规设备获得本实施方式中所述具有极小间隔的宽度大小的像素电极。
本实施方式中，所述刻蚀部分暴露的所述金属薄膜层302及下方的所述透明导电层201的过程中，采用的刻蚀剂先对所述部分暴露的所述金属薄膜层302进行刻蚀，所述刻蚀剂不会对金属氧化物起作用，而是对所述部分暴露的金属薄膜层302起作用，即所述刻蚀剂不会刻蚀所述第一透明金属氧化物层303。
其中，所述S50中，剥离部分灰化后的第二光阻层402’变后，对刻蚀后的第二金属薄膜层302’进行氧化处理后得到第二透明金属氧化物层304，一并参见图8和图9。
本实施方式中，所述第一支电极和所述第二支电极交替间隔设置的排布形式可写为A-B-A-B-A-B……，即，(AB)n，其中，n为大于或等于1的整数，A代表第一支电极，B代表第二支电极。所述第一支电极和所述第二支电极交替间隔设置的排布形式还可写为A-B-A-B-A-B……A，即，(AB)nA，其中，n为大于或等于1的整数，A代表第一支电极，B代表第二支电极。
本发明还提供了一种像素电极，如图10所示，包括基底10，和设置在所述基底10的像素区上的多个支电极，所述多个支电极包括交替间隔设置的第一支电极A和第二支电极B构成，第一支电极A包括依次层叠在所述基底10上的第一透明导电层203和第一透明金属氧化物层303，所述第二支电极B包括依次层叠在所述基底10上的第二透明导电层202和第二透明金属氧化物层304。所述第一透明导电层203和第二透明导电层202的材质相同；所述第一透明金属氧化物层303和第二透明金属氧化物层304的材质相同。所述第一支电极A和所述第二支电极B间隔的宽度大小为距离X。所述第一支电极A和所述第二支电极B的宽度大小可以相同也可以不同，其中所述宽度为剖面截面宽度。所述第一支电极A和所述第二支电极B的截面形状也可以通过调控光阻层形状进行变化。所述第一支电极和所述第二支电极的截面形状包括矩形、平行四边形或其他形状；其中，所述截面为俯视横截面。
本实施方式中，所述像素电极还包括像素边框和/或像素主干，所述第一支电极与所述像素边框和/或像素主干相连，所述第二支电极与所述像素边框和/或像素主干相连。所述像素边框和/或像素主干可以呈现“十”字型或“米”字型。相应地，不同形状的所述像素边框和/或像素主干在像素区形成若干个区域，每个区域都可以设有交替间隔设置的排布所述第一支电极和所述第二支电极。所述支电极与所述像素边框和/或像素主干之间设有一定角度α，所述角度α的大小可以为0＜α＜180°。具体地，所述像素电极与显示面板之间的线路排布，本实施方式中不做过多限定。
实施例一
一种像素电极，示意图可参见图10，包括基底10，和设置在所述基底10的像素区上的多个支电极，所述多个支电极包括交替间隔设置的第一支电极A和第二支电极B构成，所述第一支电极和第二支电极大小及形状相同。每个所述支电极包括依次层叠在所述基底上的透明ITO层和透明氧化铝层。其中，所述交替间隔设置的第一支电极A和第二支电极B的间隔为1μm。所述第一支电极和所述第二支电极的宽度大小为3μm。
需要说明的是，根据上述说明书的揭示和阐述，本发明所属领域的技术人员还可以对上述实施方式进行变更和修改。因此，本发明并不局限于上面揭示和描述的具体实施方式，对本发明的一些等同修改和变更也应当在本发明的权利要求的保护范围之内。此外，尽管本说明书中使用了一些特定的术语，但这些术语只是为了方便说明，并不对本发明构成任何限制。
Claims (8)
1.一种像素电极的制备方法，其特征在于，包括：
提供一基底，在所述基底上依次沉积透明导电层和金属薄膜层；
在所述金属薄膜层上涂布光阻材料，图案化处理并在像素区形成依次交替设置的多个第一光阻层和多个第二光阻层，所述第一光阻层的厚度小于所述第二光阻层的厚度，刻蚀非像素区的所述金属薄膜层和所述透明导电层至暴露所述基底；
对所述第一光阻层和所述第二光阻层进行灰化处理，去除所述第一光阻层，并将所述第一光阻层覆盖的所述金属薄膜层氧化形成第一透明金属氧化物层；
部分灰化所述第二光阻层，使所述第二光阻层两端都缩短距离X以使所述金属薄膜层部分暴露，刻蚀部分暴露的所述金属薄膜层及下方的所述透明导电层，使所述透明导电层形成交替间隔设置的第一透明导电层和第二透明导电层，所述第一透明导电层与所述第一透明金属氧化物层构成第一支电极；
剥离所述部分灰化的所述第二光阻层，并将暴露的所述金属薄膜层氧化形成第二透明金属氧化物层，所述第二透明导电层与所述第二透明金属氧化物层构成第二支电极，所述第一支电极和所述第二支电极交替间隔设置，所述间隔的宽度大小为距离X。
2.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述在所述金属薄膜层上涂布光阻材料，图案化处理并在像素区形成依次交替设置的多个第一光阻层和多个第二光阻层的过程还包括形成第三光阻层，灰化所述第三光阻层并刻蚀以形成像素边框结构和/或像素主干结构。
3.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述第一支电极与所述第二支电极的宽度大小相等。
4.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述第一支电极和所述第二支电极的截面形状包括矩形、平行四边形或其他形状。
5.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述透明导电层的材质包括铟锡氧化物、铟锌氧化物、铝锌氧化物和铟镓锌氧化物中的一种或多种。
6.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述金属薄膜层的材质包括铝。
7.一种像素电极，其特征在于，包括：基底，和设置在所述基底的像素区上的多个支电极，所述多个支电极包括交替间隔设置的第一支电极和第二支电极构成，所述第一支电极包括依次层叠在所述基底上的第一透明导电层和第一透明金属氧化物层，所述第二支电极包括依次层叠在所述基底上的第二透明导电层和第二透明金属氧化物层；所述第一支电极和所述第二支电极间隔的宽度大小为距离X，所述距离X的宽度大小为0.5-2μm；所述像素电极由权利要求1-6任意一项所述的制备方法制得，所述金属氧化物为氧化铝。
8.如权利要求7所述的像素电极，其特征在于，还包括像素边框和/或像素主干，所述第一支电极与所述像素边框和/或像素主干相连，所述第二支电极与所述像素边框和/或像素主干相连。
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