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CN107908054A - 显示装置、半透半反的阵列基板及其制造方法 - Google Patents

显示装置、半透半反的阵列基板及其制造方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种显示装置、半透半反的阵列基板及其制造方法。半透半反的阵列基板包括多条扫描线、数据线以及像素单元，每个像素单元包括TFT开关管、光阻层以及像素电极，光阻层设置在TFT开关管上；每个像素单元包括反射区，在反射区进一步设置有反射层，反射层设置在光阻层的上方。因此，可提高光的反射效率，提高显示装置的亮度，从而提高用户的体验。

Description

显示装置、半透半反的阵列基板及其制造方法
技术领域
本发明涉及显示技术领域，尤其是涉及一种显示装置、半透半反的阵列基板及其制造方法。
背景技术
半透半反式液晶显示装置(Trans-flective Liquid Crystal Display)同时具有透射式和反射式特性，半透半反式液晶面板在一个像素单元内包括有透明电极的透射区和有反射层的反射区。在黑暗的地方可以利用像素区域的透射区和背光源来显示画像，在明亮的地方利用像素区域的反射区和外光来显示画像。因此，半透半反式液晶显示装置可以适应不同的亮暗环境而得到广泛应用。
但现有的半透半反液晶显示装置的亮度较低，影响用户体验。
发明内容
本发明主要解决的技术问题是提供一种显示装置、半透半反的阵列基板及其制造方法，能够提高显示装置的亮度，从而提高用户的体验。
为解决上述技术问题，本发明采用的一个技术方案是：提供一种半透半反的阵列基板，该半透半反的阵列基板包括多条扫描线、多条与扫描线相交的数据线以及多个由相交的扫描线和数据线围设而成的像素单元，每个像素单元包括TFT开关管、光阻层以及像素电极，其中TFT开关管分别与扫描线、数据线以及像素电极电连接，光阻层设置在TFT开关管上；每个像素单元还包括反射区，其中在反射区进一步设置有反射层，反射层设置在光阻层的上方，以避免外部光线进入反射区时被光阻层过滤。
为解决上述技术问题，本发明采用的另一个技术方案是：提供一种半透半反的阵列基板的制造方法，该半透半反的阵列基板包括多个像素单元，每个像素单元包括反射区，制造方法包括以下步骤：设置多条扫描线、多条与扫描线相交的数据线以及多个TFT开关管，其中，相交的多条扫描线和多条数据线围设成多个像素单元，TFT开关管设置在像素单元内并分别与扫描线和数据线电连接；在每个像素单元的TFT开关管的上方设置对应的光阻层；在光阻层的上方设置对应每个像素单元的像素电极，其中，TFT开关管进一步与像素电极电连接；在反射区中并位于光阻层的上方设置反射层，以避免外部光线进入反射区时被光阻层过滤。
为解决上述技术问题，本发明采用的又一个技术方案是：提供一种显示装置，该显示装置包括前文任一项所述的半透半反的阵列基板。
本发明的有益效果是：区别于现有技术的情况，本发明提供一种显示装置、半透半反的阵列基板及其制造方法。该半透半反的阵列基板包括多条扫描线、多条与扫描线相交的数据线以及多个由相交的扫描线和数据线围设而成的像素单元，每个像素单元包括TFT开关管、光阻层以及像素电极，其中TFT开关管分别与扫描线、数据线以及像素电极电连接，光阻层设置在TFT开关管上，每个像素单元还包括反射区，其中在反射区进一步设置有反射层，反射层设置在光阻层的上方，以避免外部光线进入反射区时被光阻层过滤。因此，从外部入射的环境光首先会接触到反射层，进而被反射层反射出去，而不会进入到光阻层被光阻层过滤，由此可提高光的反射效率，提高显示装置的亮度，从而提高用户的体验。
附图说明
图1是本发明实施例提供的一种半透半反阵列基板的结构示意图；
图2是本发明实施例提供的一种半透半反的阵列基板的制造方法的流程示意图；
图3-图6是图2所示的制造方法的工艺制程示意图；
图7是本发明实施例提供的一种显示装置的结构示意图。
具体实施方式
请参阅图1，图1是本发明实施例提供的一种半透半反阵列基板的结构示意图。如图1所示，本实施例的半透半反的阵列基板10包括多条扫描线11、多条与扫描线11相交的数据线12以及多个由相交的扫描线11和数据线12围设而成的像素单元13。每个像素单元13包括TFT开关管14、光阻层15以及像素电极16。其中TFT开关管14分别与扫描线11、数据线12以及像素电极16电连接。光阻层15设置在TFT开关管14上。
每个像素单元13还包括透射区131和反射区132。其中，透射区131是仅仅通过背光模组提供的光线来进行显示，反射区132是进一步通过外部提供的环境光进行显示。本实施例中，在反射区132进一步设置有反射层17，且反射层17设置在光阻层15的上方，以避免外部光线进入反射区132时被光阻层15过滤。本实施例中，像素单元13的透射区131和反射区132对应的面积可根据实际需求来调整。
因此，从外部入射的环境光首先会接触到反射层17，进而被反射层17反射出去，而不会进入到光阻层15被光阻层15过滤，由此可提高光的反射效率，提高显示装置的亮度，从而提高用户的体验。本实施例的反射层17可为COM(common，公共)金属结构，其厚度可为1000A(埃)～3000A(埃)，其材料可采用铝(AL)、钼(Mo)、铜(Cu)等金属或合金。本实施例中，TFT开关管14包括与扫描线11同层设置的栅极141、与数据线12同层设置的源极142和漏极143。其中，栅极141电连接扫描线11、源极142电连接数据线12，漏极143电连接像素电极16。具体的，扫描线11和栅极141可设置在一玻璃底板100上，扫描线11和栅极141可为同一金属材料制成，该金属材料可为AL、Mo、Cu等金属或合金。并且扫描线11和栅极141的厚度可为3000A-6000A。数据线12、源极142和漏极143设置在栅极141和扫描线11的上方，并且数据线12、源极142和漏极143的材料以及厚度可与扫描线11和栅极141的相同。像素电极16设置在数据线12、源极142和漏极143的上方。并且像素电极16可为厚度为400A～1000A的透明导电材料，如ITO(Indium Tin Oxide，氧化铟锡)薄膜。
进一步的，在扫描线11和数据线12之间设置有第一绝缘层。应理解，第一绝缘层同样将栅极141与源极142和漏极143进行隔离绝缘。其中，第一绝缘层可为厚度为2000A～5000A的氮化硅(SiNx)绝缘层。
进一步的，在第一绝缘层上还设置有半导体层121，且半导体层121分别与源极142和漏极143电连接。本实施例中，半导体层121的厚度可为1500A～3000A。当扫描线11未接收到扫描驱动信号时，半导体层121处于绝缘体状态，源极142和漏极143之间不导通。此时TFT开关管14处于断开状态。当扫描线11接收到扫描驱动信号时，半导体层121处于导体状态，使得源极142和漏极143导通，此时数据线12传输的电压信号通过源极142、半导体层121传输到漏极143，并进一步输入到像素电极16中。像素电极16根据接收到的电压信号控制液晶分子的转向，以此来控制背光模组提供的光线的通过率，进而得到显示的图像亮度。
进一步的，还通过光阻层15对光线进行虑光，以得到所需的颜色。通常一个像素是通过三个分别显示R(红色)、G(绿色)以及B(蓝色)的子像素形成。因此，本实施例的三个相邻的像素单元13中的光阻层15设置为可分别得到R、G以及B颜色的光。
由于光阻层15是通过对入射的光进行滤色来得到所需颜色的光，因此对于反射区132而言，若其入射的环境光被光阻层15过滤了部分颜色，则会影响其反射光的效率，并且降低了整个显示装置的亮度。因此，本实施例将光阻层15设置在数据线12上方，且像素电极16设置在光阻层15上方，反射层17设置在像素电极16的上方。由此可以避免外界进入的环境光被光阻层15进行过滤。
进一步的，在数据线12和光阻层15之间还设置有第二绝缘层125，第二绝缘层125可为厚度为1000A～5000A的SiN绝缘层。
在光阻层15和像素电极16之间设置有第三绝缘层156，并且在第三绝缘层156上设置通孔157，通孔157穿过第三绝缘层156、光阻层15以及第二绝缘层125以露出漏极143，像素电极16设置在第三绝缘层156上，并通过通孔157与漏极143电连接。第三绝缘层156同样为SiN绝缘层。第三绝缘层156的厚度和采用的材质可以与第一绝缘层或第二绝缘层125的相同。
在像素电极16和反射层17之间设置有第四绝缘层，第四绝缘层为厚度可为1000A～5000A的SiNx绝缘层。进一步的，本实施例还在第四绝缘层设置外围端子区过孔结构，用于外围元件通过过孔结构与阵列基板中的对应元件连接。
在反射层17上进一步设置公共电极18。公共电极18可为厚度为400A～1000A的透明导电材料，如ITO薄膜。
由此可知，本实施例将光阻层15设置在阵列基板10上，同时在公共电极18下方以及光阻层15上方设置反射层17，这一方面可提高公共电极18的驱动均一性，同时通过反射层17可避免外部环境的光线被光阻层15过滤，反射层17直接将外部环境入射的光线反射出去，可提高光的反射效率，从而提高显示装置的亮度。
本发明实施例还提供一种半透半反的阵列基板的制造方法，该制造方法适用于前文所述的半透半反的阵列基板，即用于制造前文所述的半透半反的阵列基板。具体请参阅图2-图6，其中，图2是本发明实施例提供的一种半透半反的阵列基板的制造方法的流程示意图，图3-图6是图2所示的制造方法的工艺制程示意图。
如前文所述，半透半反的阵列基板10包括多个像素单元13，每个像素单元13包括透射区131和反射区132，半透半反的阵列基板10的制造方法包括以下步骤：
步骤S1：设置多条扫描线11、多条与扫描线11相交的数据线12以及多个TFT开关管14，其中，相交的多条扫描线11和多条数据线12围设成多个像素单元13，TFT开关管14设置在像素单元13内并分别与扫描线11和数据线12电连接。
本步骤具体为：首先沉淀一层栅极金属层，具体可通过PVD(Physical VaporDeposition，物理气相沉积)工艺在玻璃底板100上沉淀该层栅极金属层。该金属层的材料可为铝(AL)、钼(Mo)、铜(Cu)等金属或合金。并且栅极金属层的厚度可为3000A-6000A。进一步通过掩膜板对栅极金属层进行曝光、显影、湿刻和剥离以形成扫描线11和TFT开关管14的栅极141，其中，栅极141电连接扫描线11。
然后在扫描线11和栅极141的上方沉淀一层源漏极金属层，具体也可通过PVD工艺在扫描线11和栅极141的上方沉淀该源漏极金属层。并且源漏极金属层的材料以及厚度可与栅极金属层的相同。进一步通过掩膜板对源漏极金属层进行曝光、显影、湿刻、沟道干刻和剥离以形成数据线12、TFT开关管14的源极142和漏极143，其中，源极142电连接数据线12，漏极143电连接像素电极16。
其中，在扫描线11和栅极141的上方沉淀源漏极金属层之前进一步在扫描线11和栅极141上沉淀一层栅绝缘层(图未示)，以形成第一绝缘层。具体可通过PECVD(PlasmaEnhanced Chemical Vapor Deposition，等离子体增强化学的气相沉积法)工艺沉淀一层膜厚为2000A～5000A的SiNx绝缘层。
进一步的在第一绝缘层上进一步沉积一层N掺杂的非晶硅层，具体也可通过并通过PECVD工艺沉积一层厚度为1500A～3000A的N掺杂的非晶硅层，并通过掩膜板对N掺杂的非晶硅层进行曝光、显影、干刻和剥离以形成半导体层121。
步骤S2：在每个像素单元13的TFT开关管14的上方设置对应的光阻层15。
在本步骤之前还进一步在数据线12以及TFT开关管14的源极142和漏极143上沉淀一层光阻绝缘层，以形成第二绝缘层125。具体是通过PECVD工艺沉淀一层膜厚为1000A～5000A的SiNx绝缘层。
步骤S3：在光阻层15的上方设置对应每个像素单元13的像素电极16，其中，TFT开关管14进一步与像素电极16电连接。
在本步骤之前进一步在光阻层15上沉淀一层平坦层，以形成第三绝缘层156。具体通过曝光工艺制作高穿透性有机平坦层。并进一步在第三绝缘层156上进行过孔刻蚀，以形成穿过第三绝缘层156、光阻层15以及第二绝缘层125并露出漏极143的通孔157。
本步骤具体为在第三绝缘层156上沉淀一层第一导电材料层，具体说通过PVD工艺沉淀一层膜厚为400A～1000A的透明导电材料，如ITO薄膜。并通过掩模板对第一导电材料层进行曝光、显影、湿刻和剥离以形成像素电极16，像素电极16进一步通过通孔157与漏极143电连接。
步骤S4：在反射区132中并位于光阻层15的上方设置反射层17，以避免外部光线进入反射区132时被光阻层15过滤。
在本步骤之前进一步在像素电极16上沉淀一层电极绝缘层，以形成第四绝缘层。具体是通过PECVD工艺沉淀一层膜厚为1000A～5000A的SiNx绝缘层。进一步的，可通过掩模板对第四绝缘层进行曝光、显影、干刻和剥离以形成外围端子区过孔结构，用于外围元件通过过孔结构与阵列基板中的对应元件连接。
本步骤具体为通过PVD工艺沉淀一层膜厚为1000A～3000A的COM金属结构层，COM金属结构层的材料可为Al、Mo、Cu等金属或合金，并通过掩模板对COM金属结构层进行曝光、显影、湿刻和剥离以形成反射层17。
进一步的，还可在反射层17上沉淀一层第二导电材料层，具体是通过PVD沉淀一层膜厚为400A～1000A的透明导电材料，如ITO等。并通过掩膜板对第二导电材料层进行曝光、显影、湿刻和剥离以形成公共电极18。
请参阅图7，图7是本发明实施例提供的一种显示装置结构示意图。如图7所示，本实施例的显示装置70包括相对设置的阵列基板71和彩膜基板72以及设置在阵列基板71和彩膜基板72之间的液晶层73。其中，阵列基板71为半透半反式阵列基板，其包括前文所述的半透半反的阵列基板10。
综上所述，本发明可提高光的反射效率，提高显示装置的亮度，从而提高用户的体验。
以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种半透半反的阵列基板，其特征在于，所述半透半反的阵列基板包括多条扫描线、多条与所述扫描线相交的数据线以及多个由相交的所述扫描线和数据线围设而成的像素单元，每个所述像素单元包括TFT开关管、光阻层以及像素电极，其中所述TFT开关管分别与所述扫描线、数据线以及像素电极电连接，所述光阻层设置在所述TFT开关管上；
每个所述像素单元还包括反射区，其中在所述反射区进一步设置有反射层，所述反射层设置在所述光阻层的上方，以避免外部光线进入所述反射区时被所述光阻层过滤。
2.根据权利要求1所述的阵列基板，其特征在于，所述TFT开关管包括与所述扫描线同层设置的栅极、与所述数据线同层设置的源极和漏极，其中，所述栅极电连接所述扫描线、所述源极电连接所述数据线，所述漏极电连接所述像素电极；
所述光阻层设置在所述数据线和所述像素电极之间，所述反射层设置在所述像素电极的上方。
3.根据权利要求2所述的阵列基板，其特征在于，所述阵列基板还包括第一绝缘层、第二绝缘层、第三绝缘层以及第四绝缘层，其中：
所述第一绝缘层设置在所述扫描线和所述数据线之间；
所述第二绝缘层设置在所述数据线和所述光阻层之间；
所述第三绝缘层设置在所述光阻层和所述像素电极之间，并且在所述第三绝缘层上设置通孔，所述通孔穿过所述第三绝缘层、光阻层以及第二绝缘层以露出所述漏极，所述像素电极通过所述通孔与所述漏极电连接；
所述第四绝缘层设置在所述像素电极和所述反射层之间。
4.根据权利要求3所述的阵列基板，其特征在于，阵列基板还包括半导体层，其中：
所述半导体层设置在所述第一绝缘层上，且所述半导体层分别与所述源极和漏极电连接。
5.根据权利要求4所述的阵列基板，其特征在于，阵列基板还包括公共电极，其中：
所述公共电极设置在所述反射层上。
6.一种半透半反的阵列基板的制造方法，其特征在于，所述半透半反的阵列基板包括多个像素单元，每个所述像素单元包括反射区，所述制造方法包括以下步骤：
设置多条扫描线、多条与所述扫描线相交的数据线以及多个TFT开关管，其中，相交的多条所述扫描线和多条所述数据线围设成所述多个像素单元，所述TFT开关管设置在所述像素单元内并分别与所述扫描线和所述数据线电连接；
在每个所述像素单元的TFT开关管的上方设置对应的光阻层；
在所述光阻层的上方设置对应每个所述像素单元的像素电极，其中，所述TFT开关管进一步与所述像素电极电连接；
在所述反射区中并位于所述光阻层的上方设置反射层，以避免外部光线进入所述反射区时被所述光阻层过滤。
7.根据权利要求6所述的制造方法，其特征在于，所述设置多条扫描线、多条与所述扫描线相交的数据线以及多个TFT开关管还包括：
沉淀一层栅极金属层，并通过对所述栅极金属层进行曝光、显影、湿刻和剥离以形成所述扫描线和所述TFT开关管的栅极，其中，所述栅极电连接所述扫描线；
在所述扫描线和所述栅极的上方沉淀一层源漏极金属层，并通过对所述源漏极金属层进行曝光、显影、湿刻、沟道干刻和剥离以形成所述数据线、所述TFT开关管的源极和漏极，所述源极电连接所述数据线，所述漏极电连接所述像素电极。
8.根据权利要求7所述的制造方法，其特征在于，所述在所述扫描线和所述栅极的上方沉淀一层源漏极金属之前还包括：
在所述扫描线和所述栅极上沉淀一层栅绝缘层，以形成第一绝缘层；
在所述第一绝缘层上沉积一层N掺杂的非晶硅层，并通过对所述N掺杂的非晶硅层进行曝光、显影、干刻和剥离以形成半导体层；
所述在每个所述像素单元的上方设置对应的光阻层之前还包括：
在所述数据线以及TFT开关管的源极和漏极上沉淀一层光阻绝缘层，以形成第二绝缘层；
所述在所述光阻层的上方设置对应每个所述像素单元的像素电极之前还包括：
在所述光阻层上沉淀一层平坦层，以形成第三绝缘层；
在所述第三绝缘层上进行过孔刻蚀，以形成穿过所述第三绝缘层、光阻层以及第二绝缘层并露出所述漏极的通孔；
所述在所述光阻层的上方设置对应每个所述像素单元的像素电极包括：
在所述第三绝缘层上沉淀一层第一导电材料层，并通过对所述第一导电材料层进行曝光、显影、湿刻和剥离以形成所述像素电极，所述像素电极进一步通过所述通孔与所述漏极电连接；
所述设置反射层之前包括：
在所述像素电极上沉淀一层电极绝缘层，以形成第四绝缘层。
9.根据权利要求8所述的制造方法，其特征在于，所述方法还包括：
在所述反射层上沉淀一层第二导电材料层，并通过对所述第二导电材料层进行曝光、显影、湿刻和剥离以形成公共电极。
10.一种显示装置，其特征在于，所述显示装置包括如权利要求1-5任一项所述的半透半反的阵列基板。
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