一種陣列基板和顯示裝置制造方法
【專利摘要】本實(shí)用新型提供了一種陣列基板和顯示裝置，用以減小不同像素單元之間公共電極層的電壓差異，同時(shí)增大像素的開口率。陣列基板包括：襯底基板、在所述襯底基板上交叉布置的柵線、數(shù)據(jù)線以及由所述柵線和數(shù)據(jù)線劃分出的呈矩陣排列的像素單元，所述像素單元內(nèi)設(shè)置有薄膜晶體管、像素電極和公共電極層，所述薄膜晶體管包括柵極、第一絕緣層、源極、漏極和有源層，所述陣列基板還包括：設(shè)置在像素單元的非顯示區(qū)域的具有導(dǎo)電性能的黑矩陣，所述黑矩陣與所述公共電極層電連接；以及，用于將所述黑矩陣以及公共電極層與所述薄膜晶體管絕緣的第二絕緣層，所述第二絕緣層的覆蓋區(qū)域與所述黑矩陣和所述公共電極層的覆蓋區(qū)域重疊。
【專利說(shuō)明】一種陣列基板和顯示裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及液晶顯示【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其涉及一種陣列基板和顯示裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]薄膜晶體管液晶顯不器(ThinFilm Transistor Liquid Crystal Display,TFT-LCD)具有體積小、功耗低、無(wú)輻射等特點(diǎn)，近年來(lái)得到了迅速地發(fā)展，在當(dāng)前的平板顯示器市場(chǎng)中占據(jù)了主導(dǎo)地位。TFT-LCD在各種大中小尺寸的產(chǎn)品上得到了廣泛的應(yīng)用，幾乎涵蓋了當(dāng)今信息社會(huì)的主要電子產(chǎn)品，如液晶電視、高清晰度數(shù)字電視、電腦、手機(jī)、車載顯示、投影顯示、攝像機(jī)、數(shù)碼相機(jī)、電子手表、計(jì)算器、電子儀器、儀表、公共顯示和虛幻顯示
坐寸。
[0003]TFT-1XD由液晶顯示面板、驅(qū)動(dòng)電路以及背光模組組成，液晶顯示面板是TFT-1XD的重要部分。液晶顯示面板是通過(guò)在陣列基板和彩膜基板之間注入液晶，四周用封框膠密封，然后在陣列基板和彩膜基板上分別貼敷偏振方向相互垂直的偏振片等過(guò)程形成的。其中所述陣列基板上形成有矩陣式排列的薄膜晶體管、像素電極和周邊電路。彩膜基板(Color Filter, CF，)由紅(R)、綠(G)、藍(lán)⑶三原色樹脂構(gòu)成像素，并形成有透明的公共電極。
[0004]為了遮擋透光區(qū)域的光線，現(xiàn)有技術(shù)的液晶面板均在彩膜基板上設(shè)置有黑矩陣。在設(shè)計(jì)中，黑矩陣的寬度為漏光區(qū)域的寬度與對(duì)盒精度誤差之和，但由于對(duì)盒精度誤差較大，造成設(shè)置在彩膜基板上的黑矩陣的寬度dl —般比較大，導(dǎo)致TFT-1XD存在開口率低和顯不売度低等缺陷。
[0005]同時(shí)，為了減少像素間公共電極的電壓差異，對(duì)于多維電場(chǎng)型TFT-1XD，目前有設(shè)計(jì)如下圖1所示，圖1為現(xiàn)有技術(shù)中為減小公共電極層電阻的顯示面板的剖面結(jié)構(gòu)圖，使透明導(dǎo)電的公共電極層20直接置于與柵極10同層的金屬層11之上，這樣由于與柵極10同層設(shè)置的金屬層11所用材料一般為鉻(0)、鎢(胃)、鈦(11)、(了&)、化0)、(41)、((:11)等金屬及其合金，公共電極層20 —般為氧化銦錫，氧化銦鋅，氧化鋁鋅等，前者的電阻率比后者的電阻率小很多，因而兩者并聯(lián)后的總電阻比公共電極層的電阻要小很多，可有效降低公共電極層的電阻值，從而減少像素間公共電極的電壓差異。但是由于與所述柵極10同層的金屬層11為非透明金屬，因此會(huì)對(duì)像素的開口率造成很大的損耗。
[0006]參見圖1和圖2，其中圖2為圖1所示的顯示面板的平面結(jié)構(gòu)示意圖。結(jié)合圖1和圖2，可以看出所述顯示面板包括:TFT陣列基板，彩膜基板，以及設(shè)置在所述陣列基板和所述彩膜基板之間的液晶層(未圖示)，其中所述陣列基板包括:柵極10，與所述柵極10同層設(shè)置且同材質(zhì)的金屬層11和柵線12，透明導(dǎo)電的公共電極層20，且所述公共電極層20覆蓋所述金屬層11 ;第一絕緣層30，有源層40，數(shù)據(jù)線層50(具體包括:數(shù)據(jù)線501，源極502和漏極503)，以及像素電極層60 ;其中，所述柵極10、第一絕緣層30，有源層40，數(shù)據(jù)線層50組成了一薄膜晶體管，柵線12用于向薄膜晶體管提供開啟信號(hào)，數(shù)據(jù)線501用于向像素電極60提供數(shù)據(jù)信號(hào)；其中像素電極60也為一透明導(dǎo)電層，與數(shù)據(jù)線層50同層設(shè)置，且與所述漏極503電連接。為了使得公共電極層20與像素電極60之間的電場(chǎng)能作用到介于陣列基板與彩膜基板之間的液晶上，像素電極60 —般設(shè)計(jì)為平面挖空結(jié)構(gòu)，如圖3所示。另外在工藝上可以先經(jīng)過(guò)構(gòu)圖工藝形成數(shù)據(jù)線層50后再形成像素電極層60，也可以先經(jīng)過(guò)構(gòu)圖工藝形成像素電極層60后再形成數(shù)據(jù)線層50，這里所說(shuō)的構(gòu)圖工藝主要包括成膜，曝光和刻蝕等過(guò)程。
[0007]所述陣列基板還包括設(shè)置在所述薄膜晶體管和像素電極60上方的保護(hù)層70，所述保護(hù)層70用于保護(hù)薄膜晶體管不被腐蝕。所述顯示面板還包括設(shè)置在所述彩膜基板200上的黑矩陣80，所述黑矩陣80用于遮擋漏光區(qū)域。虛線AA’與虛線BB’所界定的區(qū)域?yàn)楸∧ぞw管區(qū)域(或稱為像素單元的非顯示區(qū)域，簡(jiǎn)稱為非顯示區(qū)域)，虛線BB’與虛線CC’所界定區(qū)域?yàn)橄袼貑卧娘@示區(qū)域(簡(jiǎn)稱為顯示區(qū)域)。
[0008]現(xiàn)有技術(shù)中，由于所述金屬層11與柵極10同層設(shè)置且采用相同的制作材料，所用材料一般為Cr、W、T1、Ta、Mo、Al、Cu等金屬及其合金，使得金屬層11與公共電極層20并聯(lián)后能在一定程度上降低公共電極層20的電阻，但是由于介于彩膜基板上的黑矩陣80的寬度dl的限制，且為了防止金屬層11與柵極10發(fā)生短路，所述金屬層11和柵極10之間的間隔約為5微米(um)，所以所述金屬層11的寬度d2非常有限，因而對(duì)降低公共電極層20的電阻效果不是非常明顯，但是，通過(guò)增大d2長(zhǎng)度來(lái)減小公共電極層20的電阻的方式則會(huì)導(dǎo)致d2進(jìn)入到BB’ -CC’內(nèi)部，導(dǎo)致像素開口率降低。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0009]本實(shí)用新型實(shí)施例提供了一種陣列基板和顯示面板，用以減小不同像素單元之間公共電極層的電壓差異，同時(shí)增大像素的開口率。
[0010]本實(shí)用新型實(shí)施例提供的陣列基板包括:襯底基板、在所述襯底基板上交叉布置的柵線、數(shù)據(jù)線以及由所述柵線和數(shù)據(jù)線劃分出的呈矩陣排列的像素單元，所述像素單元內(nèi)設(shè)置有薄膜晶體管、像素電極和公共電極層，所述薄膜晶體管包括柵極、第一絕緣層、有源層、源極和漏極，所述陣列基板還包括:
[0011]設(shè)置在像素單元的非顯示區(qū)域的具有導(dǎo)電性能的黑矩陣，所述黑矩陣與所述公共電極層電連接；以及，
[0012]用于將所述黑矩陣以及公共電極層與所述薄膜晶體管絕緣的第二絕緣層，所述第二絕緣層的覆蓋區(qū)域與所述黑矩陣和所述公共電極層的覆蓋區(qū)域重疊。
[0013]所述陣列基板中，設(shè)置有導(dǎo)電的黑矩陣，所述黑矩陣和公共電極層電連接，電連接部分的黑矩陣的電阻與公共電極層的電阻并聯(lián)，使得并聯(lián)后的總電阻小于所述公共電極層的電阻，有效的降低了公共電極層的電阻值，從而減少不同像素單元之間公共電極層的電壓差異；同時(shí)，由于所述黑矩陣設(shè)置在陣列基板上，不需要考慮對(duì)盒精度誤差，并且，該陣列基板中設(shè)置有第二絕緣層層，用于將所述柵極與所述黑矩陣和公共電極絕緣，所以不需要在公共電極與柵極之間設(shè)置較大的間隔距離，因此所述陣列基板中的黑矩陣的寬度較現(xiàn)有技術(shù)中黑矩陣的寬度變小，有利于提高像素單元的開口率。
[0014]較佳的，所述黑矩陣設(shè)置在薄膜晶體管與襯底基板之間，所述第二絕緣層設(shè)置在薄膜晶體管與黑矩陣之間，可有效阻擋背光源的光照射到有源層，有利于減小了薄膜晶體管中的暗電流。此外，所述黑矩陣還可以設(shè)置在薄膜晶體管的上方，所述第二絕緣層設(shè)置在所述黑矩陣與所述薄膜晶體管之間。
[0015]較佳的，所述黑矩陣的材料為非透明金屬材料；所述非透明金屬材料制作的黑矩陣可以同時(shí)具有導(dǎo)電功能和遮光功能，且金屬材料的電阻遠(yuǎn)小于用于制作公共電極層的透明導(dǎo)電材料的電阻，二者并聯(lián)后，使得并聯(lián)后的并聯(lián)電阻遠(yuǎn)小于所述公共電極層的電阻，可有效的降低由公共電極層的電阻值所引起的電壓差異。
[0016]較佳的，所述黑矩陣位于所述公共電極層的上方，或者所述黑矩陣位于所述公共電極層的下方，使得所述黑矩陣和所述公共電極層電連接。
[0017]較佳的，所述黑矩陣與所述公共電極層的電連接部分的覆蓋區(qū)域與所述柵極的覆蓋區(qū)域不重疊，用于防止所述公共電極層與柵極之間形成耦合電容，以免對(duì)薄膜晶體管的性能造成影響。
[0018]較佳的，所述陣列基板還包括鈍化層，所述鈍化層設(shè)置在所述薄膜晶體管所在層的上方，覆蓋所述薄膜晶體管和像素電極的上方區(qū)域，所述鈍化層主要用于保護(hù)薄膜晶體管不被腐蝕。
[0019]較佳的，在所述第二絕緣層上依次形成有所述柵極、所述第一絕緣層、所述有源層、所述源極和漏極及所述像素電極；
[0020]或者，在所述第二絕緣層上依次形成有所述源極和漏極及所述像素電極、所述有源層、所述第一絕緣層、所述柵極；
[0021]所述陣列基板中同層設(shè)置源極、漏極和像素電極，使得所述漏極和像素電極直接電連接，有利于減少制作工藝。
[0022]本實(shí)用新型實(shí)施例提供了一種顯示裝置，所述顯示裝置包括上述的陣列基板。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0023]圖1為現(xiàn)有技術(shù)中的一種顯示面板的剖面結(jié)構(gòu)示意圖；
[0024]圖2為圖1所示顯示面板的平面結(jié)構(gòu)示意圖；
[0025]圖3為像素電極的平面結(jié)構(gòu)圖；
[0026]圖4為本實(shí)用新型實(shí)施例一提供的一種陣列基板的剖面結(jié)構(gòu)示意圖；
[0027]圖5為圖4所示的陣列基板的平面結(jié)構(gòu)示意圖；
[0028]圖6為本實(shí)用新型實(shí)施例二提供的一種陣列基板的剖面結(jié)構(gòu)示意圖；
[0029]圖7為本實(shí)用新型實(shí)施例三提供的一種陣列基板的剖面結(jié)構(gòu)示意圖；
[0030]圖8為本實(shí)用新型實(shí)施例四提供的一種陣列基板的剖面結(jié)構(gòu)示意圖；
[0031]圖9為完成黑矩陣和公共電極層制作的陣列基板的剖面結(jié)構(gòu)示意圖；
[0032]圖10為完成第二絕緣層制作的陣列基板的剖面結(jié)構(gòu)示意圖；
[0033]圖11為完成薄膜晶體管制作的陣列基板的剖面結(jié)構(gòu)示意圖；
[0034]圖12為完成像素電極制作的陣列基板的剖面結(jié)構(gòu)示意圖；
[0035]圖13為在制備實(shí)施例二提供的陣列基板的過(guò)程中，完成黑矩陣和公共電極層制作后的陣列基板的剖面結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0036]本實(shí)用新型實(shí)施例提供了一種陣列基板和顯示面板，用以減小不同像素單元之間公共電極層的電壓差異，同時(shí)增大像素的開口率。
[0037]下面將結(jié)合本實(shí)用新型實(shí)施例中的附圖，對(duì)本實(shí)用新型實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本實(shí)用新型一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例。基于本實(shí)用新型中的實(shí)施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本實(shí)用新型保護(hù)的范圍。
[0038]本實(shí)用新型實(shí)施例一提供了一種陣列基板，參見圖4和圖5，其中圖4為本實(shí)用新型實(shí)施例一提供的陣列基板的剖面結(jié)構(gòu)示意圖，圖5為圖4所示陣列基板的平面結(jié)構(gòu)示意圖。結(jié)合圖4和圖5，可以看出所述陣列基板包括:襯底基板1001、黑矩陣80、公共電極層20、第二絕緣層90、柵極10、柵線12、第一絕緣層30、有源層40、數(shù)據(jù)線層50 (具體包括:數(shù)據(jù)線501、源極502、漏極503)和像素電極60 ；
[0039]具體的，所述黑矩陣80位于所述襯底基板1001的上方，所述黑矩陣的材料為非透明金屬材料，所述采用非透明金屬材料制作的黑矩陣可以同時(shí)具有導(dǎo)電功能和遮光功能，且金屬材料的電阻遠(yuǎn)小于用于利用其它非透明導(dǎo)電材料的電阻。
[0040]所述黑矩陣80的寬度為d3，其覆蓋每一像素單元的非顯示區(qū)域，用于防止非顯示區(qū)域內(nèi)光的透過(guò)；由于所述黑矩陣80設(shè)置在陣列基板上，因此在設(shè)計(jì)黑矩陣80時(shí)，不需要考慮對(duì)盒精度誤差，有利于減小黑矩陣的尺寸，提高像素的開口率；
[0041]此外，所述黑矩陣80還能夠遮住有源層40的溝道區(qū)域，使得照射到有源層40的光全部被遮住，進(jìn)而降低有源層的漏電流。
[0042]所述公共電極層20位于所述黑矩陣80所在層的上方，且與所述黑矩陣80電連接，所述公共電極層20的材料一般為氧化銦錫、氧化銦鋅或氧化鋁鋅等透明氧化物。
[0043]所述黑矩陣80與所述公共電極層20的電連接部分的寬度為d4，所述電連接部分的覆蓋區(qū)域與所述柵極10的覆蓋區(qū)域不重疊，用于防止所述公共電極層20與柵極10之間形成耦合電容，以免影響薄膜晶體管的性能。本文中所指的覆蓋區(qū)域是指相關(guān)結(jié)構(gòu)(例如所述黑矩陣與所述公共電極層的電連接部分或柵極)在襯底基板上的投影區(qū)域。
[0044]在所述黑矩陣80與所述公共電極層20的電連接部分，電連接部分的黑矩陣的電阻與所述公共電極層20的電阻并聯(lián)，由于所述電連接部分的電阻值遠(yuǎn)小于所述公共電極層20的電阻，因此，并聯(lián)后的總電阻的阻值遠(yuǎn)小于所述公共電極層20的阻值，進(jìn)而使得由公共電極層20的電阻所引起的電壓差異減小。
[0045]所述第二絕緣層90，設(shè)置在所述公共電極層20所在層與所述柵極10和柵線12所在層之間，所述第二絕緣層的覆蓋區(qū)域與所述黑矩陣和所述公共電極層的覆蓋區(qū)域重疊，即所述第二絕緣層覆蓋所述黑矩陣80與所述公共電極層20的上方區(qū)域，用于將所述薄膜晶體管的柵極10與所述黑矩陣80和所述公共電極層20絕緣。因此，在該陣列基板中，不需要考慮公共電極層20與柵線10之間的間隔距離。有利于進(jìn)一步減小黑矩陣的尺寸，提高像素的開口率。
[0046]所述柵極10與柵線12同層設(shè)置，均位于所述第一絕緣層30和第二絕緣層90之間，且所述柵極10與所述柵線12采用相同的制作材料，所用制作材料一般為Cr、W、T1、Ta、Mo、Al、Cu等非透明金屬及其合金。
[0047]所述第一絕緣層30位于所述柵極10與柵線12的上方，覆蓋所述柵極10和柵線12的上方區(qū)域；本實(shí)施例中，所述第一絕緣層30的制作材料為光刻膠，其厚度約為20000埃米，同時(shí)，所述第一絕緣層30還可以用其它的絕緣層材料，且厚度應(yīng)根據(jù)實(shí)際需要來(lái)確定。
[0048]所述有源層40位于所述第一絕緣層30的上方；
[0049]所述數(shù)據(jù)線501、源極502和漏極503同層設(shè)置，位于所述有源層40所在層的上方，且采用相同的材料制作；
[0050]所述數(shù)據(jù)線501與所述源極502電連接，且與柵線12交叉設(shè)置；
[0051]所述源極502和漏極503位于所述有源層40上方的相對(duì)兩側(cè)。
[0052]所述像素電極60與所述數(shù)據(jù)線501、源極502、漏極503同層設(shè)置，且所述像素電極60與所述漏極503電連接，所述像素電極一般采用氧化銦錫、氧化銦鋅或氧化鋁鋅等透明氧化物材料制作，所述像素電極為狹縫狀。
[0053]所述陣列基板還包括位于所述數(shù)據(jù)線501、源極502和漏極503上方的鈍化層70，所述鈍化層70用于保護(hù)薄膜晶體管不被腐蝕；所述鈍化層70采用氮化硅或氧化硅等透明絕緣材料形成。
[0054]為了更好的解釋本設(shè)計(jì)方案對(duì)薄膜晶體管像素的開口率及柵線和數(shù)據(jù)線的影響，現(xiàn)以圖2所示的顯示面板中的像素單元和圖5所示的陣列基板中的像素單元為例進(jìn)行說(shuō)明:
[0055]圖2為現(xiàn)有技術(shù)中設(shè)計(jì)的顯示面板中的像素單元結(jié)構(gòu)示意圖，具體各層薄膜的材質(zhì)和膜厚數(shù)據(jù)請(qǐng)參見表1 ;`[0056]表1現(xiàn)有技術(shù)中各層薄膜的材質(zhì)和膜厚數(shù)據(jù)
[0057]
【權(quán)利要求】
1.一種陣列基板，所述陣列基板包括襯底基板、在所述襯底基板上交叉布置的柵線、數(shù)據(jù)線以及由所述柵線和數(shù)據(jù)線劃分出的呈矩陣排列的像素單元，所述像素單元內(nèi)設(shè)置有薄膜晶體管、像素電極和公共電極層，所述薄膜晶體管包括柵極、第一絕緣層、有源層、源極和漏極，其特征在于，所述陣列基板還包括:設(shè)置在像素單元的非顯示區(qū)域的具有導(dǎo)電性能的黑矩陣，所述黑矩陣與所述公共電極層電連接；以及，用于將所述黑矩陣以及公共電極層與所述薄膜晶體管絕緣的第二絕緣層，所述第二絕緣層的覆蓋區(qū)域與所述黑矩陣和所述公共電極層的覆蓋區(qū)域重疊。
2.如權(quán)利要求1所述的陣列基板，其特征在于，所述黑矩陣設(shè)置在所述薄膜晶體管與所述襯底基板之間，所述第二絕緣層設(shè)置在所述薄膜晶體管與所述黑矩陣之間。
3.如權(quán)利要求1所述的陣列基板，其特征在于，所述黑矩陣設(shè)置在所述薄膜晶體管的上方，所述第二絕緣層設(shè)置在所述黑矩陣與所述薄膜晶體管之間。
4.如權(quán)利要求2所述的陣列基板，其特征在于，所述黑矩陣的材料為非透明金屬材料。
5.如權(quán)利要求2所述的陣列基板，其特征在于，所述黑矩陣位于所述公共電極層的上方，或者所述黑矩陣位于所述公共電極層的下方。
6.如權(quán)利要求2所述的陣列基板，其特征在于，所述黑矩陣與所述公共電極層的電連接部分的覆蓋區(qū)域與所述柵極的覆蓋區(qū)域不重疊。
7.如權(quán)利要求1所述的陣列基板，其特征在于，所述陣列基板還包括鈍化層，所述鈍化層設(shè)置在所述薄膜晶體管所在層的上方，覆蓋所述薄膜晶體管和像素電極的上方區(qū)域。
8.如權(quán)利要求7所述的陣列基板，其特征在于，在所述第二絕緣層上依次形成有所述柵極、所述第一絕緣層、所述有源層、所述源極和漏極及所述像素電極。
9.如權(quán)利要求7所述的陣列基板，其特征在于，在所述第二絕緣層上依次形成有所述源極和漏極及所述像素電極、所述有源層、所述第一絕緣層、所述柵極。
10.一種顯示裝置，其特征在于，所述顯示裝置包括權(quán)利要求1?9任一所述的陣列基板。
【文檔編號(hào)】G02F1/1368GK203480179SQ201320531218
【公開日】2014年3月12日 申請(qǐng)日期:2013年8月28日 優(yōu)先權(quán)日:2013年8月28日
【發(fā)明者】姜清華, 秦鋒, 李小和, 劉永, 邵賢杰 申請(qǐng)人:合肥京東方光電科技有限公司, 京東方科技集團(tuán)股份有限公司