CN102819138A - 阵列基板及显示装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及液晶显示技术领域，公开了一种阵列基板，所述阵列基板包括形成在衬底基板上的彩膜和阵列，所述阵列位于所述彩膜的上方。本发明中，将阵列设置在彩膜上，并且在彩膜的透明层上开设凹槽，将阵列的栅极和/或栅线设置在凹槽内，一方面可以减小液晶显示装置的总体厚度，使其更薄、更轻；另一方面可以增加液晶显示装置的平坦性，从而能够减小液晶显示的一些显示不良现象。

Description

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

薄膜晶体管液晶显示器（TFT-LCD）由于具有体积小、功耗低、无辐射等特点，在平板显示领域占据了主导地位，被广泛的应用到各行各业中。

现有技术中液晶显示装置的结构包括阵列基板、彩膜基板以及充满两基板之间的液晶。阵列基板的结构包括栅线、数据线、薄膜晶体管以及像素电极；彩膜基板的结构包括黑矩阵、彩色树脂层以及透明导电层；通过像素电极和透明导电层向液晶分子施加电场，从而实现液晶分子的偏转。

现有技术通过在一张玻璃上形成阵列基板，另一张玻璃上形成彩膜基板，最后将两基板对盒并灌注液晶来制备液晶显示装置。一方面，阵列基板和彩膜基板在制造过程中，表面均不平整，均存在段差区域，对盒后，出现不良现象较多；另一方面，通过工艺改进来减少段差区域，一定程度上会增加基板的厚度，违背了液晶显示器向薄型化方向发展的初衷。

发明内容

（一）要解决的技术问题

本发明要解决的技术问题是如何消除阵列基板和彩膜基板表面不平整所带来的段差区域，并且不增加液晶显示装置的厚度。

（二）技术方案

为了解决上述技术问题，本发明提供一种阵列基板，所述阵列基板包括形成在衬底基板上的彩膜和阵列，所述阵列位于所述彩膜的上方。

其中，所述彩膜包括形成在衬底基板上的彩色树脂层，以及形成在所述彩色树脂层上方的透明层；所述阵列包括栅线、薄膜晶体管和像素电极；所述透明层上设置有凹槽，所述薄膜晶体管的栅极位于所述凹槽内。

其中，所述彩膜还包括位于所述彩色树脂层之间的黑矩阵，所述凹槽位于所述黑矩阵的上方且与其相对设置。

其中，所述凹槽的深度、宽度和长度分别与所述栅极的厚度、宽度和长度对应相等。

其中，所述凹槽的形状与所述栅线和所述栅极的整体形状相同，且所述凹槽的深度与所述栅线和栅极的厚度相等。

其中，所述阵列还包括公共电极，所述公共电极位于所述像素电极的上方或者下方。

其中，所述彩色树脂层包括红色树脂、绿色树脂和蓝色树脂。

其中，所述透明层采用亚克力材料。

本发明还提供了一种显示装置，包括如上任一所述的阵列基板。

（三）有益效果

上述技术方案所提供的阵列基板，将阵列设置在彩膜上，并且在彩膜的透明层上开设凹槽，将阵列的栅极和/或栅线设置在凹槽内，一方面可以减小液晶显示装置的总体厚度，使其更薄、更轻；另一方面可以增加液晶显示装置的平坦性，从而能够减小液晶显示的一些显示不良现象。

附图说明

图1为本发明实施例1液晶显示装置的结构示意图；

图2为本发明实施例1阵列基板下基板的结构示意图；

图3为本发明实施例1中下基板上形成黑矩阵图形后的示意图；

图4为本发明实施例1中下基板上形成彩色树脂图形后的示意图；

图5为本发明实施例1中下基板上形成透明层后的示意图；

图6为本发明实施例1中下基板上形成栅极图形后的示意图；

图7为本发明实施例1中下基板上形成有源层、源极、漏极和TFT沟道图形的示意图；

图8为本发明实施例1中下基板上形成钝化层图形后的示意图；

图9为本发明实施例1中下基板上形成像素电极图形后的示意图；

图10是本发明实施例2液晶显示装置的结构示意图。

其中，1：下基板；2：黑矩阵；3：红色树脂；4：绿色树脂；5：蓝色树脂；6：透明层；7：TFT；8：栅极；9：栅极绝缘层；10：半导体层；11：掺杂半导体层；12：源极；13：漏极；14：钝化层；15：像素电极；16：上基板；17：公共电极；18：液晶。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，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。

实施例1

图1示出了本实施例液晶显示装置的结构示意图，图2为图1中下基板的结构示意图。本实施例液晶显示装置包括上基板16、下基板1和填充在两基板之间的液晶18。下基板包括下衬底基板（图中未示出）、形成在下衬底基板上的彩膜和位于彩膜上方的阵列，上基板16包括上衬底基板（图中未示出）和形成在上衬底基板下表面的公共电极17。

参照图1和图2，彩膜具体包括形成在下衬底基板上表面的黑矩阵2和彩色树脂层、以及形成在黑矩阵2和彩色树脂层上方的透明层6，透明层6可采用亚克力材料制作。如图2所示，阵列包括形成在透明层6上方的栅线（图中未示出）、数据线（图中未示出）、TFT7和像素电极15。阵列基板上薄膜晶体管（TFT）7的放大图如图9所示，其中，TFT的结构包括：栅极8、栅极绝缘层9、半导体层10、掺杂半导体层11、源极12、漏极13、钝化层14和像素电极15。将彩膜和阵列一体设置，能够减小液晶显示装置的整体厚度，使液晶显示器朝着更薄更轻化发展。

为了进一步避免阵列和彩膜在制造过程中，因表面不平整存在段差区域，而出现的对盒后不良现象较多的问题，本实施例中，在透明层6上设置凹槽，使栅极8位于凹槽内，保证凹槽的深度和宽度分别与栅极8的厚度和宽度对应相等即可，实现基板的表面平坦。需要说明的是，本实施例所述的透明层6上也可以不设置凹槽，栅极8直接形成于所述透明层6的上方，本领域技术人员根据实际需要可以自由选择设置。彩色树脂层包括红色树脂3、绿色树脂4和蓝色树脂5，黑矩阵2位于红色树脂3、绿色树脂4和蓝色树脂5两两之间。凹槽可设置在黑矩阵2上方且与其相对设置。当然，彩色根据设计需要，彩色树脂层还可以包括其它颜色的树脂，本发明不做限制。

此外，栅线也可以位于所述凹槽内，凹槽的形状与栅线和栅极的整体形状相同，且凹槽的深度与栅线和栅极的厚度相等。

本实施例中，还提供了基于上述液晶显示装置阵列基板的制造方法，具体包括以下过程：

首先，制备彩膜。

参照图3，提供一下衬底基板，在下衬底基板上形成图案化的黑矩阵2。具体地，在下衬底基板上沉积黑矩阵材料，黑矩阵材料可以采用遮光性较好的金属材料或树脂材料或者其它遮光性较好的材料，然后形成以阵列方式排列的黑矩阵2。如果黑矩阵材料采用金属材料，则通过涂胶、曝光、显影、刻蚀和剥离工艺形成黑矩阵图形，如果黑矩阵材料采用树脂材料，则通过曝光、显影和烘烤处理后形成黑矩阵图形。

参照图4，在图3所示的基板上沉积彩色树脂图形，并且彩色树脂分布于黑矩阵2之间。具体地，在完成黑矩阵图形后的衬底基板上沉积彩色树脂材料，通过曝光、显影、烘烤处理后形成彩色树脂图形，并且彩色树脂图形分布于黑矩阵2之间，其中彩色树脂包括红色树脂3、绿色树脂4和蓝色树脂5，或者还包括白色树脂、黄色树脂等其它颜色的树脂，实际应用中各种颜色的树脂图形可以采用任意顺序排列，本实施例中以所述彩色树脂只包括红色树脂3、绿色树脂4和蓝色树脂5为例进行说明。

参照图5，在图4所示的基板上沉积透明层6。具体地，在完成彩色树脂图形的衬底基板上沉积透明层6，形成平整表面，通过曝光、显影、烘烤处理后在透明层6上形成凹槽，凹槽深度和宽度与栅极厚度和宽度相当，可以通过调节曝光量来控制形成凹槽的深度和宽度，其中透明层材料可以采用亚克力（PMMA）材料或者其它可用于本技术方案的透明材料。

然后，在彩膜上制备阵列。

参照图6，在完成透明层图形的衬底基板上采用磁控溅射的方法沉积栅极金属层，栅极薄膜可以采用钼、铝、铝镍合金、钼钨合金、铬、或铜等金属，也可以使用上述几种材料薄膜的组合结构。通过普通掩模工艺形成包括栅极8和栅线（图中未示出）的图形，其中栅极8位于透明层6的凹槽内，并与透明层6一起形成平坦化表面。

参照图7，在完成栅极图形的衬底基板上连续沉积栅极绝缘层9、半导体层10、掺杂半导体层11和漏源电极层，栅极绝缘层9的材料可以采用氮化硅、氧化硅或氮氧化硅等，漏源电极薄膜可以采用钼、铝、铝镍合金、钼钨合金、铬、或铜等金属，也可以使用上述几种材料薄膜的组合结构。通过灰度掩模工艺形成包括有源层、源极12、漏极13、数据线（图中未示出）和TFT沟道（图中未示出）的图形。

其中，采用灰度掩模工艺形成有源层、源极12、漏极13和TFT沟道图形的步骤具体为：

在完成栅极图形的衬底基板上，采用等离子体增强化学气相沉积（PECVD）方法依次沉积栅极绝缘层9、半导体层10和掺杂半导体层11之后，再采用磁控溅射方法沉积漏源金属薄膜，涂光刻胶后，采用灰度掩模版曝光，使光刻胶形成完全去除区域、部分去除区域和完全保留区域，其中光刻胶完全保留区域对应数据线、源极12和漏极13所在区域，光刻胶部分保留区域对应TFT沟道图形所在区域，光刻胶完全去除区域对应上述图形以外的区域；

显影处理后，光刻胶完全保留区域的光刻胶厚度没有变化，光刻胶部分保留区域的光刻胶变薄，光刻胶完全去除区域的光刻胶被完全去除；

采用湿刻工艺刻蚀掉光刻胶完全去除区域的漏源金属薄膜，采用干刻工艺刻蚀掉光刻胶完全去除区域的掺杂半导体层11和半导体层10，对光刻胶进行灰化处理，完全去除光刻胶部分保留区域的光刻胶，露出漏源金属薄膜，采用刻蚀工艺进行第二次刻蚀，完全刻蚀掉光刻胶部分保留区域的漏源金属薄膜和掺杂半导体薄膜，并刻蚀掉部分半导体层10，形成TFT沟道区域；

最后，剥离剩余光刻胶，完成阵列基板的制作。

参照图8，在完成有源层、源极12、漏极13和TFT沟道图形的衬底基板上采用等离子体增强化学气相沉积方法沉积钝化层14，通过普通掩模工艺形成钝化层过孔图形，其中钝化层材料可以采用氮化硅、氧化硅或氮氧化硅。

参照图9，在完成钝化层14的衬底基板上沉积透明导电层，透明导电层材料可以采用氧化铟锡(ITO)、氧化铟锌(IZO)或氧化铝锌等材料，通过普通掩模工艺形成像素电极15，且像素电极15通过钝化层过孔与漏极13直接相连。

进一步需要制备液晶显示装置时，可通过制备上基板，在上基板和下基板之间灌注液晶，对盒形成液晶显示装置。

具上基板的具体制备过程为，提供一上衬底基板，在上衬底基板上沉积透明导电层，形成公共电极17，此步骤与形成像素电极图形的步骤相同。

实施例2

参照图10，为本实施例中液晶显示装置的结构示意图，其中TFT7的局部放大图参见图9。本实施例液晶显示装置结构与实施例1中相似，其区别之处在于，实施例1中的阵列基板设置为TN模式，而本实施例中的阵列基板设置为ADS模式，具体地，公共电极17和像素电极15均设置在下基板1上，且像素电极15位于公共电极17上方，且像素电极15为狭缝状，公共电极17可以与栅极8同层制作。或者，本实施例中ADS模式的阵列基板在将公共电极17和像素电极15均设置在下基板1上的同时，将公共电极17设置在像素电极15上方，此时公共电极17设置为狭缝状，公共电极17和像素电极15分别位于钝化层14的上方和下方。本实施例中下基板1上彩膜和阵列的其它形成结构和形成过程与实施例1相同，不再赘述。

由以上实施例可以看出，本发明通过将阵列基板设置在彩膜基板上，并且在彩膜基板的透明层上开设凹槽，将栅极设置在凹槽内，一方面可以减小液晶显示装置的总体厚度，使其更薄、更轻；另一方面可以增加液晶显示装置的平坦性，从而能够减小液晶显示的一些显示不良现象。

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 (9)

1.一种阵列基板，其特征在于，所述阵列基板包括形成在衬底基板上的彩膜和阵列，所述阵列位于所述彩膜的上方。

2.如权利要求1所述的阵列基板，其特征在于，所述彩膜包括形成在衬底基板上的彩色树脂层，以及形成在所述彩色树脂层上方的透明层；所述阵列包括栅线、薄膜晶体管和像素电极；所述透明层上设置有凹槽，所述薄膜晶体管的栅极位于所述凹槽内。

3.如权利要求2所述的阵列基板，其特征在于，所述彩膜还包括位于所述彩色树脂层之间的黑矩阵，所述凹槽位于所述黑矩阵的上方且与其相对设置。

4.如权利要求2所述的阵列基板，其特征在于，所述凹槽的深度、宽度和长度分别与所述栅极的厚度、宽度和长度对应相等。

5.如权利要求3所述的阵列基板，其特征在于，所述凹槽的形状与所述栅线和所述栅极的整体形状相同，且所述凹槽的深度与所述栅线和栅极的厚度相等。

6.如权利要求2所述的阵列基板，其特征在于，所述阵列还包括公共电极，所述公共电极位于所述像素电极的上方或者下方。

7.如权利要求2所述的阵列基板，其特征在于，所述彩色树脂层包括红色树脂、绿色树脂和蓝色树脂。

8.如权利要求2所述的阵列基板，其特征在于，所述透明层采用亚克力材料。

9.一种显示装置，包括如权利要求1-8中任一项所述的阵列基板。

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