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CN106405964A - 一种阵列基板及其制作方法、液晶显示器 - Google Patents

一种阵列基板及其制作方法、液晶显示器 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种VA显示领域的彩膜阵列基板，所述彩膜阵列基板包括红绿蓝像素阵列层，该层中像素与像素之间设置有红蓝色阻堆叠，在像素上方设置有一定数量的黑色隔垫物，所述黑色隔垫物支撑整个液晶面板，同时作为边框起到遮光作用，黑色隔垫物设置在较平坦的像素上方，无需PFA材料作平坦层，降低了成本。本发明还提出了一种包含所述彩膜阵列基板的液晶显示器，所述液晶显示器包括所述彩膜阵列基板和上基板，由于本发明取消了彩膜阵列基板上的黑色矩阵并将黑色隔垫物设置在彩膜阵列基板上，避免了彩膜阵列基板与上基板在对组过程中因对位精度不佳造成的穿透率损失。本发明进一步提出了一种所述彩膜阵列基板的制作方法。

Description

一种阵列基板及其制作方法、液晶显示器
技术领域
本发明涉及VA液晶显示器领域，尤其涉及一种基板及其制作方法、液晶显示器。
背景技术
对于平面转换显示模式而言，由于是水平电场驱动液晶的排列的方式，对电极所处平面的平坦性要求很高，故除了RGB彩色光阻外，一般还在彩色光阻上覆盖了一层透明光阻来提高平坦性。故以IPS显示模式的基础上开发出的BM-Less技术，可以在数据线(DataLine)及栅极线(Gate Line)上都采用红蓝光阻的堆叠来实现遮光，此技术已有公司已实现量产。但对于VA(Vertical Alignment)显示模式而言由于考虑到成本一般不会再覆盖平坦层。在开发BM-less技术时，如果栅极线及数据线上再采用红蓝色阻来实现堆叠，根据本发明人的实验结果，那么栅极线及数据线上的会较AA(Active Area)区高出约一个色阻层的高度，假设如果将RGB三个彩色光阻的膜厚分别设计成3.0/3.0/3.2um，考虑到色阻的流平性，在Gate/Data line两种色阻的堆叠则会比其他Pixel区高出约2.8um的高度。
假设将主隔垫物(Main CS)和副隔垫物(Sub CS)设计在Gate line上，如果液晶显示面板的盒厚为3.5um，此时扣除R/B色阻堆叠所占的高度外，设计的Main CS高度仅为0.8um，而导致CS的弹性压缩量不够。最后导致显示LC Margin不够而影响产品良率。另外，由于Gate line及Data line处于R/B色阻堆叠处，其中地势的平坦性较差，导致画面显示效果不佳，易出现亮度不均匀，为了改善以上所述的缺陷，而不得不选用PFA来做为平坦层，如此造成了产品的成本上升。
液晶显示器的结构为两片玻璃基板中间夹有液晶层，在其中一片玻璃基板(下基板)上制备薄膜晶体管(TFT)，用于驱动液晶的旋转，控制每个像素的显示；另一块基板(上基板)上制备RGB彩色滤光层，用于形成每个像素的色彩。而COA(Color Filter on Array)技术是将彩膜层R、G、B色阻直接制备在的下基板上的技术，而上基板上只有黑色矩阵(BM)以及柱状隔垫物(CS)层，因为COA显示面板不存在上基板与下基板的对位问题，所以可以降低显示面板制备过程中对盒制程的难度，避免了对组时的误差造成的开口率损失，因此黑色矩阵可以设计为窄线宽，提高了像素的开口率。而黑色矩阵的主要作用就是起边框以及像素间遮光作用，防止Gate line、Data line混色以及漏光，提高对比度，以达到较佳的显示效果。
发明内容
本发明要解决的技术问题是基于彩膜阵列(COA)技术，提供一种可以保证主隔垫物膜厚均匀性的阵列基板，实现在VA型液晶显示模式下，不需要PFA材料的前提下，也能开发出BM-Less技术，因此，本发明提出了一种阵列基板。
本发明提出的阵列基板，自下而上依次设置含有薄膜晶体管阵列的玻璃基板、第一钝化层、红绿蓝像素阵列层、第二钝化层、过孔、第一透明导电层，所述红绿蓝像素阵列层中，像素与像素之间设置有红蓝色阻堆叠，即在所述像素的栅极线上方设置有红蓝色阻堆叠，在所述像素的数据线上方设置有红蓝色阻堆叠。
红蓝色阻堆叠代替了现有技术中的黑色矩阵，用来防止红色、绿色、蓝色混色以及漏光，提高液晶显示器的对比度，已达到较佳的显示效果，此外，还可以利用栅极线和数据线作为副隔垫物，当外界对液晶显示器施加一定压力时或低温情况下，上基板会顶到此副隔垫物上，不至于损坏上基板。
作为本发明的进一步改进，所述薄膜晶体管自下而上依次包括第一金属层、栅极绝缘层、有源层、欧姆接触层、第二金属层，所述第一金属层包含栅电极和存储电容器的电极，所述第二金属层为源极和漏极。
作为本发明的进一步改进，所述过孔自上而下依次穿过所述第二钝化层、所述红绿色阻堆叠、所述第一钝化层，所述第一透明导电层通过所述过孔与所述第二金属层接触。
第一透明导电层与第二金属层通过过孔连接后，能够持续给像素电极提供电压，以控制像素位置液晶的旋转。
作为本发明的进一步改进，所述像素面上设置有黑色支柱(BCS)，所述黑色支柱为圆柱状，该圆柱状优选为截面积自下而上逐渐减小的柱状，所述黑色支柱设置在所述像素的边、角、中心的任一位置或像素上其它位置。
黑色支柱取代了现有技术中的主支柱和副支柱，黑色支柱不仅支撑整个面板，还作为边框起到遮光的作用，在工艺上可以节省一道制程，缩短Tact time，降低生产成本，同时，将黑色支柱设置在比较平坦的像素上，保证了膜厚的均匀性，不再需要PFA材料做平坦层。
另外，黑色支柱较传统的主支柱、副支柱相比，只需要一种高度的黑色支柱，在工艺制程上，无需在黄光制程中利用Halftone mask或Gray Toner Mask等技术来实现两种不同的支柱高度，降低了工艺难度，提高了产品的良率。
本发明还提出了一种上述阵列基板的制作方法，包括以下步骤：
步骤一：在玻璃基板上制作薄膜晶体管阵列层；
步骤二：在所述含有薄膜晶体管阵列的玻璃基板的全表面上制作第一钝化层；
步骤三：在所述第一钝化层上方依次制作红绿蓝像素阵列层，同时，在制作红绿蓝像素阵列层时，在像素与像素之间，即在数据线上方制作红蓝色阻堆叠，在栅极线上方制作红蓝色阻堆叠；
步骤四：在所述红绿蓝像素阵列层上制作第二钝化层，然后制作自上而下依次穿过所述第二钝化层、所述红蓝色阻堆叠、所述第一钝化层的过孔；
步骤五：制作第一透明导电层；
步骤六：在像素的上方制作黑色隔垫物。
本发明进一步提出了一种液晶显示器，包含上述阵列基板，还包含上基板，所述上基板朝向所述阵列基板侧设置有第二透明导电层，所述阵列基板与所述上基板通过所述阵列基板上的黑色支柱支撑。
在传统的彩膜阵列技术上，将上基板的黑色矩阵取消，将支柱设置在下基板上，而上基板只设置第二透明导电层，避免了因下基板与上基板在对组时因对位精度不佳造成的穿透率损失，提高穿透率，有利于曲面屏的开发。
作为对所述液晶显示器的改进，所述下基板上设置有标识，所述标识用于实现所述阵列基板与所述上基板的对组并保证对组精度。
作为对所阵列基板和所述液晶显示器的进一步改进，所述第一透明导电层和所述第二透明导电层优选为ITO导电膜。
本发明提出的阵列基板，数据线和栅极线上设置有红蓝色阻堆叠，防止了栅极线、数据线混色以及漏光，提高了液晶显示器的对比度，达到了较佳的显示效果。同时，黑色支柱取代了黑色矩阵和主支柱、副支柱，在工艺制程上，降低了工艺难度，提高了产品的良率，由于黑色支柱设置在较平坦的像素上，无需PFA材料做平坦层，降低了成本，提高了产品的竞争力。
附图说明
在下文中将基于实施例并参考附图来对本发明进行更详细的描述。其中：
图1为本发明的阵列基板结构示意图；
图2为本发明中单个像素的结构俯视示意图；
图3为本发明的阵列基板的整体示意图。
在附图中，相同的部件使用相同的附图标记。附图并未按照实际的比例。
具体实施方式
下面将结合附图和本发明的阵列基板及其制作方法、液晶显示器做详细的说明。
结合图1，对本发明提出的阵列基板作详细的说明。
本发明所提出的阵列基板，自下而上依次为含有薄膜晶体管阵列的玻璃基板1、第一钝化层2、红绿蓝像素阵列层3、第二钝化层4、过孔5、第一透明导电层6，所述红绿蓝像素阵列层3中，像素与像素之间设置有红蓝色阻堆叠33。
薄膜晶体管自下而上依次包括第一金属层11、栅极绝缘层12、有源层、欧姆接触层、第二金属层13，所述第一金属层包含栅电极和存储电容器的电极，所述第二金属13层包含源极和漏极。
过孔5自上而下依次穿过第二钝化层4、红蓝色阻堆叠33、第一钝化层2，第一透明导电层6通过过孔5与第二金属层13接触。
红绿蓝像素阵列层3的像素上设置有黑色支柱7，所述黑色支柱7呈圆柱状，该圆柱状的截面自下而上逐渐减小。
在制作上述阵列基板时，主要依照下述步骤：
步骤一：在玻璃基板1上依照现有技术制作薄膜晶体管的阵列层10，薄膜晶体管10自下而上依次包括第一金属层栅极层11、栅极绝缘层12、有源层、欧姆接触层、第二金属层13；
步骤二：在所述含有薄膜晶体管阵列层10的玻璃基板1的全表面上上制作第一钝化层2，第一钝化层2可以很好的保护薄膜晶体管；
步骤三：在第一保护层2上方制作红绿蓝像素阵列层3，所述红绿蓝像素阵列层3由红色31、绿色36、蓝色32像素依次排列，呈矩阵布置，如图3，同时，在制作红绿蓝像素阵列层3时，在像素与像素之间，即数据线34上方制作红蓝色阻堆叠33，在栅极线35上方制作红蓝色阻堆叠33，如图2，像素与像素之间的色阻堆叠优选为红蓝色阻堆叠，红蓝色阻堆叠的穿透率较好，当然，根据需要也可以使用其它的色阻堆叠，如红绿色阻堆叠、绿蓝色阻堆叠等；
步骤四：在红绿蓝像素阵列层3上制作第二钝化层4，然后制作过孔5，过孔5穿过第二钝化层4、红蓝色阻堆叠33、第一钝化层2；
步骤五：在第二钝化层4上制作第一透明导电层6，第一透明导电层6沿过孔5的圆周壁制作，与第二金属层的13的漏极相接触。
步骤六：在红绿蓝像素阵列层3中的像素上方的第一透明导电层6的上部制作黑色隔垫物7，黑色隔垫物7可以制作在像素的边、角、中心甚至其它任何位置，由于像素所处的地势较平坦，因而可以保证黑色隔垫物7的厚度均匀性，不再需要PFA来做平坦层，黑色隔垫物7的数量可以根据需要制作。
本发明提出的液晶显示器，包含本发明提出的阵列基板，还包含上基板，上基板包括玻璃基板8和设置在玻璃基板8朝向阵列基板侧的第二透明导电层9，由于本实施例中的阵列基板上取消了黑色矩阵，并在阵列基板上设置了彩膜和黑色隔垫物7，上基板只包括玻璃基板8和第二透明导电层9，所以更好的实现了阵列基板和上基板的对组及精度，降低了显示面板制备过程中对盒制程的难度，避免了对组时的误差造成的开口率损失。
另外，为了实现阵列基板与上基板的对组动作及精度，在下基板的相对应位置上设置有标识。
最后说明的是，以上实施例仅用于说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (9)

1.一种阵列基板，自下而上依次设置含有薄膜晶体管阵列的玻璃基板、第一钝化层、红绿蓝像素阵列层、第二钝化层、过孔、第一透明导电层，所述红绿蓝像素阵列层中，像素与像素之间设置有红蓝色阻堆叠。
2.根据权利要求1所述的阵列基板，其特征在于：所述薄膜晶体管自下而上依次包括第一金属层、栅极绝缘层、有源层、欧姆接触层、第二金属层，所述第一金属层包含栅电极和存储电容器的电极，所述第二金属层包含源极和漏极。
3.根据权利要求2所述的阵列基板，其特征在于：所述过孔自上而下依次穿过所述第二钝化层、所述红蓝色阻堆叠、所述第一钝化层。
4.根据权利要求3所述的阵列基板，其特征在于，所述第一透明导电层通过所述过孔与所述第二金属层接触。
5.根据权利要求1所述的阵列基板，其特征在于：所述像素上设置有黑色支柱，所述黑色支柱呈圆柱状。
6.根据权利要求5所述的阵列基板，其特征在于：所述圆柱状的截面自下而上逐渐减小。
7.一种根据权利要求1～6中任一项所述的阵列基板的制作方法，包括以下步骤：
步骤一：在玻璃基板上制作薄膜晶体管阵列层；
步骤二：在所述含有薄膜晶体管阵列的玻璃基板全表面上制作第一钝化层；
步骤三：在所述第一钝化层上方依次制作红绿蓝像素阵列层，同时，在制作红绿蓝像素阵列层时，在像素与像素之间，即在数据线上方制作红蓝色阻堆叠，在栅极线上方制作红蓝色阻堆叠；
步骤四：在所述红绿蓝像素阵列层上制作第二钝化层，然后制作自上而下依次穿过所述第二钝化层、所述红蓝色阻堆叠、所述第一钝化层的过孔；
步骤五：制作第一透明导电层；
步骤六：在像素的上方制作黑色隔垫物。
8.一种液晶显示器，其特征在于，包含根据权利要求1～6中任一项所述的阵列基板，还包含上基板，所述上基板朝向所述阵列基板侧设置有第二透明导电层，所述阵列基板与所述上基板通过所述阵列基板上的黑色支柱支撑。
9.根据权利要求8所述的液晶显示器，其特征在于：所述下基板上设置有标识，所述标识用于实现所述阵列基板与所述上基板的对组并保证对组精度。
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